Nature Physics 2,651 (2006) | doi: 10.1038/nphys435
最も単純な量子ガス
水素は宇宙で最も豊富にある元素であるが、地球上では比較的少なく、2原子気体H2として存在し、容易に大気から逃げ出してしまう。
水素原子はH2に再結合する傾向があるため、原子状水素はさらにまれである。1997年に、超流動体4Heの薄膜上に吸着した水素原子の2次元ガスにおいて「局所」ボーズ・アインシュタイン凝縮が観察された。今回J Ahokasは、固体のH2薄膜も水素原子を捕捉でき、しかも捕捉された水素原子ガスは最大2週間安定していることを示した(Phys. Rev. Lett. 97, 095301; 2006)。
150 mKでは、この捕捉された水素原子ガスの密度は1018cm-3程度である。電子スピン共鳴スペクトルにより、これらの水素原子では自由原子と比較して超微細相互作用が減少していることが確認され、原子がH2結晶内のホスト分子に代わって置換位置にあることが示唆された。
興味深いことに、最も低い2つの超微細状態の原子集団はボルツマン統計に従わず、むしろ多くの原子が基底状態を占める。これがボーズ・アインシュタイン凝縮かどうかは、さらに研究を行って確認する予定である。
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