国际学术期刊《自然》最新发表一篇量子物理研究论文称，研究人员在国际空间站上制备产生了第五种物质状态——玻色-爱因斯坦凝聚。该研究成果使太空中的微重力环境让科学家得以在这种奇异物质状态中探索基础物理学。
该论文指，玻色-爱因斯坦凝聚是玻色子原子在冷却到接近绝对零度时所呈现出的一种物质状态。在这样的低温下，原子成为具有量子特性的单一实体。玻色-爱因斯坦凝聚横跨量子力学支配的微观世界和经典物理支配的宏观世界，因此有望提供关于量子力学的基本洞察，但是受重力作用影响，难以对其进行精准测量。
论文通讯作者、美国加州理工学院罗伯特·汤普森(Robert Thompson)及同事为克服重力作用影响的限制，在国际空间站上启动并成功运行的冷原子实验室。他们描述了在微重力条件下制备的玻色-爱因斯坦凝聚，并测量了它们与在地球上观测到的玻色-爱因斯坦凝聚之间的特性差异，例如，前者的自由膨胀时间超过了1秒，而后者一般只有几十毫秒；微重力条件下可观测时间的延长，可以提高测量的精准度。此外，在微重力条件下，原子能被较弱的力捕捉，从而有可能达到较低的温度，此时奇异的量子效应就会变得愈加明显。
针对上述科研成果，德国汉诺威莱布尼兹大学麦克·拉克曼(Maike Lachmann)在《自然》同期发表观点文章认为，这些初步实验表明，太空实验室有益于未来研究超冷原子气体。在太空中成功制备出玻色-爱因斯坦凝聚，为研究量子气体和原子干涉创造了新机会，也为未来执行更加宏大的任务铺平了道路。
(记者 孙自法)