人類在太空創造出物質的第五態

科學家們在太空中首次創造了物質的第五態：玻色-愛因斯坦凝聚（Bose–Einstein condensate，簡稱 BEC）。基於玻色-愛因斯坦凝聚實驗得到的見解，將會促進天基重力波探測器的發展。

玻色—愛因斯坦凝聚可看作是低密度原子氣體冷卻到接近絕對零度並且坍縮成非常緻密的量子態時形成的物質狀態。該狀態的特性使其成為感應極小的慣性力的理想選擇，而且它們可用於測量重力加速度——保持原子做自由落體運動可以增加這些測量的靈敏度。研究玻色—愛因斯坦凝聚等量子系統，非常有助於增加我們對引力波、廣義相對論和量子力學的理解。

此次，德國漢諾威大學（Leibniz Universität Hannover）研究人員邁克·拉赫曼（Maike Lachmann）團隊，在探測火箭任務 Matter-Wave Interferometry in Microgravity，簡稱 MAIUS-1（微重力下的物質波干涉測量）上創造了人類第一個自由落體天基玻色—愛因斯坦凝聚。

其與地基玻色—愛因斯坦凝聚相當，在1.6秒內產生約十萬個原子，而且研究團隊在六分鐘的太空飛行中，能夠進行八十多次實驗。科學家表示，這些實驗有助於增加人類對於在太空進行冷原子實驗的理解，並且有望為量子氣體實驗開闢一個新時代。
　　
早在1925年愛因斯坦就預言，在極低的溫度下，服從玻色—愛因斯坦統計的原子可能會發生轉變——隨溫度不斷逼近絕對零度，越來越多的原子會聚集於最低的能量狀態上，直到幾乎所有的原子都處於這一個能量狀態上，整體呈現一個量子狀態，所有的原子似乎都變成了同一個原子，不再分你我他。這種狀態後來被命名為玻色—愛因斯坦凝聚，也被稱為是與氣態、液態、固態、等離子態並列的“物質的第五態”。

【圖：互聯網；文：節錄自國家航天局網頁；新聞訊息由林景明提供】