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量子物理学：精密干渉法向けの宇宙で形成されたボース・アインシュタイン凝縮体
Nature 562, 7727 doi: 10.1038/s41586-018-0605-1
宇宙空間は低重力条件であるため、宇宙空間に打ち上げられた研究設備では、より自由落下時間の長い実験を行うことができる。ボース・アインシュタイン凝縮体は膨張エネルギーが極めて低いので、ボース・アインシュタイン凝縮体に基づく宇宙空間での原子干渉計は、地上の同様の干渉計より慣性力に対する感度がはるかに高くなる可能性がある。2017年1月23日、我々は観測ロケットミッションMAIUS-1の一環として、宇宙空間でボース・アインシュタイン凝縮体を生成し、打ち上げ時にかかる高加速度の存在下での原子のレーザー冷却や捕獲を含む、物質波干渉法を中心とする110の実験を行った。本論文では、6分間の宇宙飛行中に実施した、熱的集団からボース・アインシュタイン凝縮体への相転移および生成した凝縮体の集団ダイナミクスを調べた実験について報告する。今回の結果は、精密干渉法などの低温原子実験の宇宙空間での実施に関する知見をもたらすとともに、低温原子や光子に基づく量子情報構想を衛星ベースの実施に向けて小型化する道を開くものである。さらに、宇宙空間でのボース・アインシュタイン凝縮は、低重力条件での量子気体実験の可能性を開くものでもある。
