กลุ่มอะตอมที่มีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์เพียงเล็กน้อย
ทีมนักวิจัยจีนระบุว่า ได้ทำให้กลุ่มอะตอมรูบิเดียมบนโมดูลห้องปฏิบัติการเมิ่งเทียนของสถานีอวกาศจีนเย็นลงจนมีอุณหภูมิเทียบเท่า 9.7 พิโคเคลวิน พร้อมสังเกตการขยายตัวของกลุ่มอะตอมเป็นเวลาเจ็ดวินาที ผลการทดลองนี้ผสานอุณหภูมิที่ต่ำอย่างยิ่งเข้ากับช่วงเวลาสังเกตการณ์ที่ยาวนาน ซึ่งเป็นเงื่อนไขสองประการที่อาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์วัดแรงโน้มถ่วงและศึกษาพฤติกรรมควอนตัมได้แม่นยำยิ่งขึ้น
สารบัญ
- กลุ่มอะตอมที่มีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์เพียงเล็กน้อย
- ความหมายของการทำให้อะตอมเย็นลง
- เหตุใดเจ็ดวินาทีในอวกาศจึงสำคัญ
- แสงเลเซอร์กลายเป็นกับดักอะตอมได้อย่างไร
- แนวทางที่ต่างจากการทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติ
- จากห้องปฏิบัติการบนพื้นโลกสู้อุปกรณ์ในวงโคจร
- ความก้าวหน้าสำคัญก่อนการปล่อยสู่อวกาศ
- การวัดที่ยาวนานขึ้นอาจเผยให้เห็นปรากฏการณ์ที่อ่อนกว่า
- แพลตฟอร์มสำหรับการทดลองควอนตัม
- ประเด็นสำคัญ
ศูนย์เทคโนโลยีและวิศวกรรมเพื่อการใช้ประโยชน์ในอวกาศของสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีนประกาศความสำเร็จเมื่อวันที่ 6 พฤศจิกายน 2026 งานวิจัยเรื่อง ก๊าซควอนตัมที่ต่ำกว่า 10 พิโคเคลวินในอวกาศ เผยแพร่ทางออนไลน์ในวารสาร Science ศูนย์ฯ เป็นผู้นำโครงการร่วมกับมหาวิทยาลัยปักกิ่งและสถาบันวิจัยทัศนศาสตร์และกลศาสตร์ละเอียดแห่งเซี่ยงไฮ้
ทีมวิจัยระบุว่าผลการทดลองนี้เป็นสถิติของสสารที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งมีอุณหภูมิต่ำที่สุด ตัวเลข 9.7 พิโคเคลวินอยู่ที่ราวหนึ่งในสี่ของสถิติ 38 พิโคเคลวินที่ทีมมหาวิทยาลัยเบรเมินทำได้ในปี 2021 และต่ำกว่าหนึ่งในห้าของ 52 พิโคเคลวินที่ห้องปฏิบัติการอะตอมเย็นขององค์การนาซาทำได้บนสถานีอวกาศนานาชาติในปี 2022
หนึ่งพิโคเคลวินเท่ากับหนึ่งในล้านล้านของเคลวิน ดังนั้นตัวเลขใหม่นี้จึงเท่ากับ 0.0000000000097 เคลวินเหนือศูนย์สัมบูรณ์ ซึ่งเป็นอุณหภูมิเทียบเท่าลบ 273.15 องศาเซลเซียส นักวิทยาศาสตร์คำนวณอุณหภูมิเทียบเท่านี้จากการขยายตัวที่ช้ามากของอะตอมหลังถูกปล่อยออกมา อุณหภูมิดังกล่าวบ่งบอกการเคลื่อนที่ของกลุ่มอะตอมขนาดเล็กภายในอุปกรณ์
การทดลองนี้อยู่สูงจากโลกประมาณ 400 กิโลเมตร โดยอาศัยสภาวะแรงโน้มถ่วงระดับจุลภาคของสถานีอวกาศ เพื่อลดแรงที่ยึดอะตอมไว้และติดตามอะตอมได้นานกว่าที่ห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดบนพื้นโลกจะทำได้
ความหมายของการทำให้อะตอมเย็นลง
โดยปกติอะตอมรูบิเดียมเคลื่อนที่ไปหลายทิศทางด้วยความเร็วแตกต่างกัน การทำให้เย็นลงช่วยลดการเคลื่อนที่แบบสุ่มภายในกลุ่มอะตอม เมื่อมีอุณหภูมิต่ำมากและความหนาแน่นเหมาะสม อะตอมสามารถก่อตัวเป็นคอนเดนเสตโบส-ไอน์สไตน์ ซึ่งเป็นสถานะที่อะตอมจำนวนมากมีสถานะควอนตัมร่วมกันและแสดงพฤติกรรมเป็นกลุ่ม
คอนเดนเสตช่วยให้นักวิจัยมีระบบขนาดใหญ่ที่ควบคุมได้สำหรับศึกษาปรากฏการณ์ที่โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับอนุภาคเดี่ยว แทนที่จะพยายามติดตามอะตอมหนึ่งตัวท่ามกลางการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว นักวิทยาศาสตร์สามารถเตรียมกลุ่มอะตอมที่เป็นระเบียบ ปรับสภาพแวดล้อม และวัดการตอบสนองของกลุ่มอะตอมได้
อุณหภูมิเทียบเท่าของการทดลองคำนวณจากความเร็วที่กลุ่มอะตอมกระจายตัวหลังถูกปล่อย กลุ่มอะตอมที่มีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างอะตอมน้อยมากจะขยายตัวช้ามาก การเฝ้าสังเกตการขยายตัวนี้ช่วยให้นักวิจัยประเมินพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ได้
กฎทางอุณหพลศาสตร์ระบุว่าไม่อาจไปถึงศูนย์สัมบูรณ์ได้ เป้าหมายในทางปฏิบัติคือลดการเคลื่อนที่ของอะตอมให้มากพอที่จะเผยให้เห็นปรากฏการณ์อ่อน ๆ และรักษาสภาวะทดลองที่เป็นประโยชน์ไว้ได้นานขึ้น ในการทดลองนี้ การสังเกตการณ์นานเจ็ดวินาทีเป็นส่วนสำคัญของความสำเร็จ
เหตุใดเจ็ดวินาทีในอวกาศจึงสำคัญ
แรงโน้มถ่วงของโลกก่อให้เกิดปัญหาที่เชื่อมโยงกันสองประการในการทดลองทำให้อะตอมเย็นลง แรงโน้มถ่วงดึงอะตอมลงขณะนักวิจัยคลายกับดัก และจำกัดระยะเวลาที่กลุ่มอะตอมซึ่งถูกปล่อยจะอยู่ในห้องสังเกตการณ์ได้ กับดักที่อ่อนลงช่วยให้ทำความเย็นได้มากขึ้น แต่ก็ยึดอะตอมไว้ต้านแรงโน้มถ่วงได้น้อยลงเช่นกัน
สถานีอวกาศและอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการตกโคจรรอบโลกไปด้วยกัน จึงเกิดสภาวะแรงโน้มถ่วงระดับจุลภาคที่ทำให้อะตอมอยู่ใกล้อุปกรณ์ได้โดยไม่ต้องกักไว้แน่นมากนัก นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถทำให้อะตอมเย็นลงได้อีกและสังเกตการขยายตัวได้นานขึ้น
โวล์ฟกัง เคทเทอร์เล ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ และผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2001 อธิบายขนาดของปัญหาหากต้องทำการทดลองนานเจ็ดวินาทีบนโลกว่า
บนโลก วัตถุจะตกลงไปประมาณ 250 เมตร จึงจะตกกระแทกพื้น เว้นแต่จะมีห้องสุญญากาศสูง 250 เมตร
ห้องปฏิบัติการในวงโคจรเปิดโอกาสให้สังเกตการณ์ได้นานขึ้นภายในเครื่องมือขนาดกะทัดรัด นักวิจัยบนพื้นโลกควบคุมอุปกรณ์จากระยะไกล โดยใช้ระบบอัตโนมัติดำเนินขั้นตอนการทำความเย็นที่กำหนดเวลาไว้อย่างแม่นยำ
แสงเลเซอร์กลายเป็นกับดักอะตอมได้อย่างไร
อุปกรณ์มีโลหะรูบิเดียมประมาณ 5 กรัมเป็นแหล่งอะตอม ขั้นตอนเริ่มจากให้ความร้อนแก่โลหะเพื่อปล่อยไอออกมา จากนั้นเลเซอร์และสนามแม่เหล็กจะดักจับและทำให้อะตอมในไอเย็นลงในขั้นต้น ก่อนที่ทีมจะย้ายอะตอมไปยังกับดักที่สร้างด้วยแสงเลเซอร์
นักวิจัยใช้กับดักแสงแบบตัดกันสองขั้น ในกับดักแสง ลำแสงเลเซอร์ที่จัดวางอย่างแม่นยำจะออกแรงยึดอะตอมไว้ในบริเวณเล็ก ๆ เมื่อลดความเข้มของแสง กับดักจะตื้นลง ทำให้อะตอมที่มีพลังงานสูงกว่าหลุดออกไป อะตอมที่เหลือจึงมีพลังงานเฉลี่ยต่ำลง กระบวนการนี้เรียกว่าการทำให้เย็นลงด้วยการระเหย
ขั้นตอนสุดท้ายใช้การขยายตัวแบบไม่แอดิอะแบติก ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงการกักอะตอมอย่างมีการควบคุม ทำให้กลุ่มอะตอมขยายตัวและลดการเคลื่อนที่ที่สัมพันธ์กับอุณหภูมิประสิทธิผลลงไปอีก เมื่อรวมทุกขั้นตอนเข้าด้วยกัน อุณหภูมิของกลุ่มอะตอมรูบิเดียมลดลงต่ำกว่า 10 พิโคเคลวิน
สภาวะแรงโน้มถ่วงระดับจุลภาคยังสร้างปัญหาทางเทคนิคด้วย โดยการระเหยในกับดักแสงมีประสิทธิภาพลดลง ทีมวิจัยจึงพัฒนาวิธีใช้เกรเดียนต์แม่เหล็กเพิ่มเติม ซึ่งเป็นสนามแม่เหล็กที่ความเข้มเปลี่ยนแปลงไปตามตำแหน่งในอวกาศ เพื่อช่วยกระบวนการและสร้างคอนเดนเสตที่มีความบริสุทธิ์สูง
กับดักแสงยังคงเป็นเครื่องมือหลักในขั้นตอนทำความเย็นขั้นสูง ส่วนสนามแม่เหล็กช่วยในบางช่วงของการเตรียมอะตอม การประสานการทำงานของทั้งสองส่วนต้องควบคุมความเข้มเลเซอร์ จังหวะเวลา และสิ่งรบกวนรอบข้างอย่างแม่นยำ
แนวทางที่ต่างจากการทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติ
ห้องปฏิบัติการอะตอมเย็นของนาซาใช้กับดักแม่เหล็กที่สร้างด้วยชิปอะตอม การระเหยด้วยคลื่นความถี่วิทยุ และเทคนิคทำความเย็นขั้นสุดท้ายที่ใช้พัลส์สั้น ๆ ส่วนทีมจีนเลือกใช้การกักอะตอมด้วยแสง การควบคุมการระเหยด้วยความเข้มแสง และการทำความเย็นอย่างล้ำลึกด้วยการขยายตัว
นักวิจัยระบุว่าการดักจับด้วยแสงให้ความยืดหยุ่นที่เป็นประโยชน์ต่อการทดลองในอนาคต และลดความไวต่อสัญญาณรบกวนจากสนามแม่เหล็กระหว่างการกักอะตอม นอกจากนี้ ลำแสงเลเซอร์หลายลำยังสร้างโครงสร้างที่เป็นประโยชน์ต่อการจำลองควอนตัมได้ โดยระบบอะตอมที่ควบคุมได้จะจำลองคุณลักษณะบางประการของระบบกายภาพอื่น
สถิติก่อนหน้านี้เป็นจุดเปรียบเทียบสองรายการ ผล 38 พิโคเคลวินของเบรเมินในปี 2021 ใช้หอทิ้งเพื่อสร้างสภาวะแรงโน้มถ่วงระดับจุลภาคในช่วงเวลาสั้น ๆ ส่วนการทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติทำได้ 52 พิโคเคลวินในปี 2022 ตัวเลข 9.7 พิโคเคลวินที่จีนรายงานต่ำกว่าค่าของเบรเมินประมาณ 3.9 เท่า และต่ำกว่าผลการทดลองในวงโคจรก่อนหน้านี้ประมาณ 5.4 เท่า
การทดลองใหม่นี้ผสานผลด้านอุณหภูมิเข้ากับการสังเกตการขยายตัวเป็นเวลาเจ็ดวินาที สำหรับนักวิจัยที่เตรียมการทดลองความแม่นยำสูง กลุ่มอะตอมที่เคลื่อนที่ช้าและสังเกตได้นานขึ้นอาจมีประโยชน์มากกว่าการทำสถิติด้านอุณหภูมิเพียงอย่างเดียว
จากห้องปฏิบัติการบนพื้นโลกสู้อุปกรณ์ในวงโคจร
อุปกรณ์บนพื้นโลกมีพื้นที่ประมาณ 20 ลูกบาศก์เมตรและหนักราว 10 ตัน ข้อมูลทางวิศวกรรมระบุว่าอุปกรณ์ในตู้ที่ติดตั้งในวงโคจรมีปริมาตรราว 0.7 ลูกบาศก์เมตรและหนัก 500 กิโลกรัม ขณะที่ประกาศของศูนย์ฯ ระบุอีกชุดหนึ่งว่าอุปกรณ์มีปริมาตรน้อยกว่าหนึ่งลูกบาศก์เมตร หนักราว 300 กิโลกรัม และใช้กำลังไฟประมาณ 700 วัตต์ โดยยังไม่มีคำชี้แจงถึงความแตกต่างของตัวเลขน้ำหนักที่รายงาน
เมื่อใช้ตัวเลขทางวิศวกรรมโดยละเอียด ระบบในวงโคจรมีปริมาตรราวหนึ่งในยี่สิบเก้าของระบบบนพื้นโลก และมีน้ำหนักหนึ่งในยี่สิบ การลดขนาดดังกล่าวต้องอาศัยการทำงานร่วมกันของเลเซอร์ อุปกรณ์เชิงแสงความแม่นยำสูง ระบบสุญญากาศ และระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ภายในพื้นที่จำกัดอย่างมาก
ผู้พัฒนาใช้การเชื่อมต่อด้วยใยแก้วนำแสงสำหรับระบบเลเซอร์ การควบคุมเลเซอร์อย่างแม่นยำ สภาวะสุญญากาศสูงยิ่ง ระบบอิเล็กทรอนิกส์อัตโนมัติ และระบบแยกแรงสั่นสะเทือน สุญญากาศช่วยลดการชนกับอนุภาคก๊าซที่ไม่ต้องการ ส่วนระบบแยกแรงสั่นสะเทือนช่วยจำกัดการรบกวนทางกลที่อาจทำให้กลุ่มอะตอมอันเปราะบางเสียสภาพ
ตู้ดังกล่าวยังออกแบบเป็นระบบโมดูลาร์ นักวิจัยสามารถเลือกโมดูลการทดลองและลำดับเวลาให้เหมาะกับงานวิจัยต่าง ๆ ทำให้แพลตฟอร์มเดียวรองรับงานวิจัยควอนตัมได้หลายประเภท แทนที่จะใช้สาธิตการทำความเย็นเพียงอย่างเดียว
ความก้าวหน้าสำคัญก่อนการปล่อยสู่อวกาศ
โครงการเริ่มประเมินเบื้องต้นในปี 2011 นานก่อนที่อุปกรณ์จะเดินทางสู่วงโคจร ปัญหาสำคัญเกิดขึ้นในช่วงปลายปี 2021 เมื่อทีมไม่สามารถสร้างคอนเดนเสตโบส-ไอน์สไตน์ที่จำเป็นต่อขั้นตอนทำความเย็นถัดไปได้หลายครั้ง
ผู้พัฒนาได้รับเวลาเพิ่มอีก 10 วันเพื่อแก้ปัญหาก่อนตัดสินใจว่าจะบรรจุอุปกรณ์นี้ไว้ในเที่ยวบินตามแผนหรือไม่ ทีมทดสอบและปรับฮาร์ดแวร์กับซอฟต์แวร์ทั่วทั้งระบบ ในที่สุดก็สร้างคอนเดนเสตได้ในช่วงเช้ามืดของวันที่ 8 มกราคม 2022 ซึ่งเป็นการผ่านขั้นตอนสำคัญก่อนการปล่อยสู่อวกาศ
หมุดหมายสำคัญของโครงการกินเวลากว่าหนึ่งทศวรรษ:
- 2011: เริ่มการประเมินเบื้องต้นสำหรับการทดลองอะตอมเย็นยิ่งบนสถานีอวกาศ
- ปลายปี 2021: ปัญหาในการสร้างคอนเดนเสตทำให้แผนบรรจุอุปกรณ์ขึ้นเที่ยวบินตกอยู่ในความเสี่ยง
- 8 มกราคม 2022: ทีมสร้างคอนเดนเสตที่ต้องการได้สำเร็จหลังเร่งตรวจหาสาเหตุและแก้ไขปัญหา
- 2022: อุปกรณ์เดินทางไปยังสถานีอวกาศพร้อมโมดูลห้องปฏิบัติการเมิ่งเทียน
- 6 พฤศจิกายน 2026: ประกาศผล 9.7 พิโคเคลวิน และงานวิจัยเผยแพร่ทางออนไลน์ในวารสาร Science
ศาสตราจารย์โจว เสี่ยวจี จากมหาวิทยาลัยปักกิ่ง และเฉิน เว่ยเปียว นักวิจัยจากสถาบันวิจัยทัศนศาสตร์และกลศาสตร์ละเอียดแห่งเซี่ยงไฮ้ เป็นผู้เขียนที่รับผิดชอบการติดต่อประสานงานของงานวิจัย ผู้ที่ระบุว่ามีส่วนร่วมในฐานะผู้เขียนลำดับแรก ได้แก่ หลี่ ถัง จากสถาบันวิจัยเซี่ยงไฮ้ และสยง เว่ย กับจิน เซิ่งเจี๋ย จากมหาวิทยาลัยปักกิ่ง
การวัดที่ยาวนานขึ้นอาจเผยให้เห็นปรากฏการณ์ที่อ่อนกว่า
อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์อะตอมเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่อาจได้ประโยชน์จากแพลตฟอร์มใหม่นี้ อุปกรณ์ดังกล่าวอาศัยคุณสมบัติความเป็นคลื่นของอะตอม โดยแยกและรวมคลื่นอะตอมกลับเข้าด้วยกัน รูปแบบที่เกิดขึ้นช่วยเผยผลของปรากฏการณ์ต่าง ๆ เช่น ความเร่งหรือแรงโน้มถ่วง
เอิร์นสท์ เอ็ม. ราเซล ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยไลบ์นิซ ฮันโนเวอร์ในเยอรมนี อธิบายเงื่อนไขที่เครื่องมือเหล่านี้ต้องการว่า
อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์อะตอมได้ประโยชน์อย่างมากจากแหล่งกำเนิดที่ให้กลุ่มอะตอมอุณหภูมิต่ำยิ่งซึ่งมีจำนวนอะตอมมาก และมีเวลาสังเกตการณ์ยาวนาน
ราเซลอธิบายว่า ความไวของอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เพิ่มขึ้นตามกำลังสองของเวลาที่อะตอมอยู่ในเครื่องมือ หากเงื่อนไขอื่นไม่เปลี่ยน การเพิ่มเวลาดังกล่าวเป็นสองเท่าอาจทำให้การตอบสนองต่อปรากฏการณ์ที่วัดได้เพิ่มขึ้นสี่เท่า จึงเป็นเหตุให้การสังเกตการณ์ที่ยาวนานมีคุณค่าเป็นพิเศษต่อสัญญาณที่มีขนาดเล็กมาก
ขั้นตอนถัดไปที่เขาระบุคือการสร้างอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ในวงโคจร ซึ่งคลื่นอะตอมจะคงสภาพแยกจากกันอย่างสอดคล้องกันเป็นเวลาหลายวินาที ความสอดคล้องกันหมายถึงการรักษาความสัมพันธ์ระหว่างคลื่นไว้ เพื่อให้เกิดการวัดที่เป็นประโยชน์เมื่อนำคลื่นกลับมารวมกัน การสังเกตกลุ่มอะตอมเป็นเวลาเจ็ดวินาทีเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับพัฒนาขีดความสามารถดังกล่าว
นักวิจัยมองเห็นการประยุกต์ใช้ในงานทำแผนที่แรงโน้มถ่วงของโลก การนำทาง และการระบุวงโคจรของดาวเทียม การวัดแรงโน้มถ่วงที่ดีขึ้นยังอาจช่วยติดตามการเปลี่ยนแปลงของธารน้ำแข็งและกระแสน้ำในมหาสมุทรได้ เพราะการเคลื่อนที่ของน้ำและน้ำแข็งทำให้การกระจายมวลของโลกเปลี่ยนไป
แพลตฟอร์มสำหรับการทดลองควอนตัม
ระบบแสงอาจรองรับโครงผลึกแสง ซึ่งเป็นรูปแบบของแสงเลเซอร์ที่จัดอะตอมให้อยู่ในตำแหน่งคล้ายผลึก เมื่อนักวิจัยเปลี่ยนรูปแบบและปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอม ก็สามารถศึกษาพฤติกรรมของอนุภาคจำนวนมากภายใต้สภาวะที่ควบคุมได้
เฉิน เว่ยเปียวระบุว่า การเปลี่ยนเฟสควอนตัม พฤติกรรมของอนุภาคควอนตัมจำนวนมากที่มีปฏิสัมพันธ์กัน และการทดสอบทฤษฎีฟิสิกส์พื้นฐาน เป็นหัวข้อวิจัยที่อาจศึกษาได้ โครงการยังเสนอแนวทางต่าง ๆ เช่น การจำลองปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับเอกภพยุคแรก การค้นหาสสารมืดมวลเบามาก และการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับแบบจำลองฮิกส์
ทั้งหมดนี้เป็นการทดลองที่อาจทำได้ในอนาคตและต้องอาศัยการออกแบบกับการวัดผลเฉพาะของตน ความสำเร็จเฉพาะหน้าในขณะนี้คือการสร้างแหล่งอะตอมที่เคลื่อนที่ช้ามากและมีช่วงเวลายาวนานขึ้นสำหรับศึกษา นักวิจัยยังมองเห็นความเป็นไปได้ในการใช้เทคโนโลยีนี้กับเซนเซอร์ควอนตัมและนาฬิกาอะตอมในอวกาศ
ลวี่ ฉงหมิน หัวหน้าผู้ออกแบบระบบประยุกต์ใช้งานอวกาศของโครงการอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุมของจีน และรองผู้อำนวยการศูนย์การใช้ประโยชน์ในอวกาศ เชิญชวนนักวิจัยทั่วโลกให้มาทำการทดลองโดยใช้อุปกรณ์นี้และร่วมแบ่งปันโอกาสในการทดลอง ยังไม่มีการประกาศกำหนดการสมัครหรือวันที่จะดำเนินการทดลองต่อยอดตามที่เสนอ
เคทเทอร์เลกล่าวถึงความสำเร็จนี้ว่าเป็น "จุดเริ่มต้นที่ยอดเยี่ยมในการพัฒนาเทอร์โมเมทรีอะตอมและการวัดความแม่นยำสูง" เทอร์โมเมทรีอะตอม หรือการวัดอุณหภูมิในระบบอะตอม ยังคงเป็นส่วนสำคัญในการทำความเข้าใจและปรับปรุงการทดลองลักษณะนี้
ประเด็นสำคัญ
- ทีมงานสถานีอวกาศจีนรายงานว่าได้ทำให้กลุ่มอะตอมรูบิเดียมเย็นลงจนมีอุณหภูมิเทียบเท่า 9.7 พิโคเคลวิน และสังเกตการขยายตัวเป็นเวลาเจ็ดวินาที
- การทดลองดำเนินการในโมดูลห้องปฏิบัติการเมิ่งเทียน โดยใช้อุปกรณ์ที่ส่งขึ้นไปในปี 2022
- อุณหภูมิที่รายงานต่ำกว่า 38 พิโคเคลวินที่ทำได้ในเบรเมินเมื่อปี 2021 และ 52 พิโคเคลวินที่ทำได้บนสถานีอวกาศนานาชาติเมื่อปี 2022
- ขั้นตอนทำความเย็นผสานการดักจับด้วยแสง การทำให้เย็นลงด้วยการระเหยโดยมีเกรเดียนต์แม่เหล็กช่วย และการขยายตัวแบบไม่แอดิอะแบติก
- งานวิจัยในอนาคตอาจครอบคลุมการจำลองควอนตัม อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์อะตอม การวัดแรงโน้มถ่วง และการทดสอบฟิสิกส์พื้นฐาน
