Aldebaran bulletin

Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie.
Vydavatel: AGA & Štefánikova hvězdárna v Praze
Číslo 42 (vyšlo 24. listopadu, ročník 16 (2018)
© Copyright Aldebaran Group for Astrophysics
Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno.
ISSN: 1214-1674,
Email: bulletin@aldebaran.cz

Hledej

Nulté skupenství a beztíže

Rudolf Mentzl

Na základní a na střední škole se v hodinách fyziky učíme o prvních třech skupenstvích hmoty. Když je dobrá třída, sebere pan učitel energii a poví žákům o skupenství čtvrtém, o takzvaném plazmatuPlazma – kvazineutrální soubor nabitých a neutrálních částic, který vykazuje kolektivní chování. Lidsky to znamená, že se v dané látce nachází alespoň malé množství elektricky nabitých částic, které jsou v celém objemu elektricky neutrální a jsou schopny reagovat na elektrická a magnetická pole jako celek. Plazma vzniká odtržením elektronů z elektrického obalu atomárního plynu nebo ionizací molekul. S plazmatem se můžeme setkat v elektrických výbojích (blesky, jiskry, zářivky), v polárních zářích, ve hvězdách, ve slunečním větru a v mlhovinách. Přes 99 % atomární látky ve vesmíru je v plazmatickém skupenství.. Čím jsou žáci lepší, tím více energie je učitel ochoten do nich i do hmoty investovat a případně začne vyprávět o pátém skupenství, o kvarkovém gluonovém plazmatuQGP – kvarkové-gluonové plazma. Podaří-li se nám „dostat“ kvarky na vzdálenosti menší než 10−15 m, začnou se kvarky a gluony chovat jako volné (nevázané) částice. Tím vznikne zcela zvláštní stav hmoty nazývaný kvarkové-gluonové plazma. Poprvé byla tato fáze látky připravena na urychlovači SPS ve středisku CERN v roce 2000. Ve vesmíru existovalo QGP v období do 10 mikrosekund po vzniku vesmíru.. Pokud snad existuje i další skupenství, nevíme. Teoretické modely zatím nic takového nevyžadují a hustota energie, kterou bychom museli vyvinout, abychom pátrali v neznámu, daleko převyšuje současné možnosti. Řetězec skupenství má však dva konce. Když se nám nedaří další energii do systému přidávat, zkusme ji tedy odebírat. Při opravdu nízkých energiích, které odpovídají teplotám v řádech zlomů milikelvinuKelvin – 1/273,16 část termodynamické teploty trojného bodu vody. je již pohyb atomů tak pomalý, že jejich rozkmit začne být srovnatelný s vlnovou délkou. Tehdy  atomyAtom – základní strukturní jednotka hmoty, jádro je složeno z neutronů a protonů, obaly z elektronů. Rozměry atomu jsou 10−10 m, rozměry jádra 10−14 m, hustota atomu je 1011 g·cm−3, hustota jádra 1014 g·cm−3. s celočíselným spinemSpin – vlastní (vnitřní) rotační moment částice souvisící s Lorentzovou symetrií. Pro částici v centrálním poli se přirozeným způsobem skládá s momentem hybnosti. Částice s nenulovým spinem se mohou chovat jako elementární magnetické dipóly μ, aniž by měly elektrický náboj. Takové částice reagují na vnější magnetická pole. (patří do rodiny bosonůBosony – částice, které mají celočíselný spin, symetrickou vlnovou funkci, nesplňují Pauliho vylučovací princip a podléhají Boseho-Einsteinově statistickému rozdělení. Například jsou to všechny skalární i vektorové mezony, fotony a gluony. Při nízkých teplotách se bosony mohou hromadit v základním stavu.), začnou mít tendenci vyhledávat stejný kvantový stavKvantový stav – soubor pozorovatelných parametrů kvantového systému, kterými je systém plně charakterizován. Popis stavu musí respektovat omezení kvantové mechaniky na současnou měřitelnost či neměřitelnost veličin. Například základní energetický stav atomu značíme symbolem |S>, vakuový stav symbolem |0>, živou kočku označíme |Ž>, mrtvou kočku |M> a podobně. Kvantový stav je zpravidla charakterizován sadou kvantových čísel a je matematicky vyjádřen tzv. vlnovou funkcí (prvkem Hilbertova prostoru stavů).. Takový shluk částic se začne chovat jako jediná částice. Tento stav hmoty předpověděli již počátkem minulého století pánové Albert EinsteinSatyendra Bose, po nich má i jméno: Boseho-Einsteinův kondenzátBoseův Einsteinův kondenzát – (Bose-Einstein Condensate, BEC) představuje nový stav hmoty, ve kterém jsou atomy plynu v jednom jediném kvantovém stavu. Atomy plynu se vzájemně překrývají a společný kvantový stav se chová jako jediná "superčástice". Boseova-Einsteinova kondenzace vzniká u bosonů, které se mohou nacházet všechny v nejnižším energetickém stavu. Jde o kondenzaci nikoliv v prostoru určitých periodických uzlů, jako je tomu u fázových přechodů plynů na pevné látky, ale o kondenzaci v prostoru hybností. Přechod od klasického stavu ke kvantovému je náhlý, až dramatický. Kvantové chování se projevuje při teplotě nižší než je tzv. teplota degenerace., zkráceně BEC.

Logo projektu

Logo projektu. Zdroj: Twitter/MaiusMission.

BEC – Boseho-Einsteinův kondenzát (Bose Einstein Condensate, BEC), stav hmoty, kdy se všechny bosony nacházejí v jediném a také nejnižším možném energetickém stavu. Tyto částice se chovají jako jeden jediný celek (mají tzv. koherentní chování), jsou popsány jednou vlnovou funkcí a mají zajímavé makroskopické vlastnosti. Někdy se pro tento stav hmoty užívá také název bosonový kondenzát, superatom či supermolekula.

Kvantový stav – soubor pozorovatelných parametrů kvantového systému, kterými je systém plně charakterizován. Popis stavu musí respektovat omezení kvantové mechaniky na současnou měřitelnost či neměřitelnost veličin. Například základní energetický stav atomu značíme symbolem |S>, vakuový stav symbolem |0>, živou kočku označíme |Ž>, mrtvou kočku |M> a podobně. Kvantový stav je zpravidla charakterizován sadou kvantových čísel a je matematicky vyjádřen tzv. vlnovou funkcí (prvkem Hilbertova prostoru stavů).

De Broglieova vlna – vlna, kterou se projevují hmotná tělesa (částice) v mikrosvětě. Každý objekt mikrosvěta se v některých experimentech chová jako vlna a v některých jako částice. Tento dualizmus vln a částic je jedním ze základních projevů kvantového světa. Vlnová délka de Broglieovy vlny je nepřímo úměrná součinu hmotnosti a rychlosti částice. Vlna přidružená objektu má v kvantové mechanice význam amplitudy pravděpodobnosti výskytu částice.

MAIUS – Materiewellen-Interferometrie Unter Schwerelosigkeit, experiment Leibnizovy University v Hannoveru a Německého střediska pro letecké a vesmírné cesty. Výsledkem spolupráce je automatické zařízení na výrobu a testování Boseho-Einsteinova kondenzátu ve stavu beztíže, který se vytvoří v raketě letící po balistické dráze.

Jak vyrobit BEC

Dosáhnout tohoto stavu hmoty je technická výzva, kterou se plných sedmdesát let nedařilo smysluplně přijmout. Nejde jen o to, aby jednotlivé atomy zaujímaly stejný vnitřní kvantový stavKvantový stav – soubor pozorovatelných parametrů kvantového systému, kterými je systém plně charakterizován. Popis stavu musí respektovat omezení kvantové mechaniky na současnou měřitelnost či neměřitelnost veličin. Například základní energetický stav atomu značíme symbolem |S>, vakuový stav symbolem |0>, živou kočku označíme |Ž>, mrtvou kočku |M> a podobně. Kvantový stav je zpravidla charakterizován sadou kvantových čísel a je matematicky vyjádřen tzv. vlnovou funkcí (prvkem Hilbertova prostoru stavů)., jako je například celkový moment hybnosti jádra a obalu (složený ze spinuSpin – vlastní (vnitřní) rotační moment částice souvisící s Lorentzovou symetrií. Pro částici v centrálním poli se přirozeným způsobem skládá s momentem hybnosti. Částice s nenulovým spinem se mohou chovat jako elementární magnetické dipóly μ, aniž by měly elektrický náboj. Takové částice reagují na vnější magnetická pole. a orbitálního momentu) nebo elektronová konfigurace obalu, ale také vnější kvantový stav. Je zapotřebí, aby částice měly stejnou hybnost a kinetickou energii. V tomto stavu se stírají rozdíly mezi jednotlivými částicemi, znalost stavu jedné částice zároveň znamená znalost stavu všech částic. Principiálně není možno žádným pozorováním jednotlivé částice od sebe rozlišit. Pokud jde o bosonyBosony – částice, které mají celočíselný spin, symetrickou vlnovou funkci, nesplňují Pauliho vylučovací princip a podléhají Boseho-Einsteinově statistickému rozdělení. Například jsou to všechny skalární i vektorové mezony, fotony a gluony. Při nízkých teplotách se bosony mohou hromadit v základním stavu., chová se celý systém jako jedna makroskopická částice vykazující společné kvantové vlastnosti. Protože je velikost de Broglieovy vlnyDe Broglieova vlna – vlna, kterou se projevují hmotná tělesa (částice) v mikrosvětě. Každý objekt mikrosvěta se v některých experimentech chová jako vlna a v některých jako částice. Tento dualizmus vln a částic je jedním ze základních projevů kvantového světa. Vlnová délka de Broglieovy vlny je nepřímo úměrná součinu hmotnosti a rychlosti částice. Vlna přidružená objektu má v kvantové mechanice význam amplitudy pravděpodobnosti výskytu částice. nepřímo úměrná rychlosti částice, je zřejmý směr, kterým se musí experimentátor ubírat. Musí systém ochlazovat, aby klesla rychlost částic (tím se zvětšuje jejich vlnová délka) a zároveň se starat o dostatečnou hustotu (tím co nejvíce zmenšit vzdálenost mezi částicemi, ale ne zase moc, aby nedošlo ke kapalnění či tuhnutí). Ve chvíli, kdy je rozestup částic menší, než jejich de Broglieova vlnová délka, dochází náhle k fázovému přechoduFázový přechod – změna chování systému v závislosti na nějakém vnějším parametru, například teplotě nebo magnetickém poli. Rozlišujeme fázové přechody prvního druhu, při nichž se skokem mění vnitřní energie, hustota a další parametry (například tání ledu), a fázové přechody druhého druhu, u nichž se energie mění spojitě, ale skokem se mění až první derivace energie, například měrné teplo, susceptibilita atd. Typickým příkladem fázového přechodu druhého druhu je změna nemagnetického materiálu na feromagnetikum při Curieově teplotě, kdy se chaotická fáze mění na fázi s orientovanými Weissovými doménami.. V něčem se však tento fázový přechod liší od běžných fázových přechodů, jako je například kapalnění. Protože je zapotřebí, aby částice měly stejnou hybnost, hovoříme o fázovém přechodu v hybnostním prostoru. Poprvé bylo tohoto stavu dosaženo v roce 1995, kdy Eric CornellCarl Wieman zchladili atomy rubidiaRubidium – prvek ze skupiny alkalických kovů, vyznačuje se velkou reaktivitou. Rubidium je měkký (asi jako vosk), lehký a stříbrolesklý kov, který lze krájet nožem. Na rozdíl od předchozích alkalických kovů je těžší než voda. Velmi dobře vede elektrický proud a teplo. Rubidium bylo objeveno roku 1861 německým chemikem Robertem W. Bunsenem a německým fyzikem Gustavem R. Kirchhoffem. na teplotu 170 nanokelvinů. Soustava se začala chovat jako jediná makroskopická částice a vykazovala klasické kvantové chování.

Ačkoli jsme teprve na prahu zkoumání tohoto fenoménu, možná uplatnění se již rýsují. Pomocí BECBEC – Boseho-Einsteinův kondenzát (Bose Einstein Condensate, BEC), stav hmoty, kdy se všechny bosony nacházejí v jediném a také nejnižším možném energetickém stavu. Tyto částice se chovají jako jeden jediný celek (mají tzv. koherentní chování), jsou popsány jednou vlnovou funkcí a mají zajímavé makroskopické vlastnosti. Někdy se pro tento stav hmoty užívá také název bosonový kondenzát, superatom či supermolekula. se podařilo vytvořit optické prostředí, v němž se zachytilo světlo a pomocí speciálního pulsu opět rekonstruovalo, což se dá také interpretovat jako zastavení světla (viz AB 15/2003). Velké naděje se také vkládají do aplikací ve výpočetní technice. Jednak v té klasické, protože by BEC mohl principiálně sloužit k uchování informací, ale hlavně v kvantových počítačíchKvantový počítač – počítač využívající k zápisu informace kvantově mechanické vlastnosti částic, například spin elektronů nebo atomových jader. Kvantový počítač nese současně informaci o všech možných hodnotách spinu a tím provádí paralelně výpočet všech možností, které mohou nastat. Výpočet je mnohonásobně efektivnější než u klasického počítače. Základní jednotka informace se nazývá qubit (kvantový bit). Zatím jsou kvantové počítače ve stádiu ověřování principů.. Dále se poukazuje na jakousi formální podobnost s laseryLASER – Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, zesílení světla pomocí stimulované emise záření. Roku 1958 ukázal C. Townes spolu s A. L. Schawlowem, že je možné zkonstruovat podobné zařízení jako již existující MASER (pracuje v mikrovlnné oblasti) také pro světlo. První laser zkonstruoval T. H. Maiman v roce 1960. Jako aktivní prostředí posloužily ionty chrómu v syntetickém rubínovém krystalu., kde se v podobném stavu nachází fotony. Hmota v koherentnímKoherence – situace, při které je fázový rozdíl interferujících vln z daného zdroje či objektu v určitém bodě prostoru konstantní a nebo se pomalu mění v čase. Opakem koherence jsou nepravidelné a dostatečně rychlé změny fázového rozdílu interferujících vln. Ideální koherence nelze nikdy dosáhnout. stavu by mohla být základ pro konstrukce unikátních diagnostických přístrojů.

BEC a beztíže

K praktickým aplikacím máme ještě daleko, nejprve je třeba chování BEC detailně prozkoumat. Dosáhnout Boseho-Einstenova kondenzátu i pro velké skupiny částic dnes není problém. Hůře jsme na tom v době udržení tohoto stavu. Shluk koherentních částic je velice citlivý na cokoli, a tak se doba jeho zkoumání zkracuje na krátký čas, než podlehne gravitaci a opustí naše zorné pole. To je velice nepříjemné, protože přesnost měření roste s druhou mocninou doby pozorování. Samozřejmě se nabízí možnost umístit měřicí zařízení na oběžnou dráhu, kde můžeme držet kondenzát v beztíži po dosti dlouhou dobu.

Atomový čip

Součástka zvaná atomový čip vyvinutá v Leibnizově Univerzitě v Hannoveru.
Zdroj: DLR, German Aerospace Center.

To však není jediná možnost, jak tíhu eliminovat. Němci se rozhodli vyřešit problém s gravitací jiným způsobem, sice ne stoprocentním, ale vzhledem k vynaloženým prostředkům elegantnějším. Uvědomili si, že pohyb po oběžné dráze je pouze speciálním případem volného pádu a rozhodli se vytvářet mikrogravitaci jednodušším způsobem. Podobně, jako jsou astronauti připravováni na beztíži v letounech řítících se střemhlav dolů, nechali Němci padat své zařízení z téměř dvou set padesáti kilometrů. Získali tím asi šest minut práce v beztíži, což je dostatečně dlouho pro vykonání stovky experimentů. Počátek tohoto experimentu sahá až do roku 2004, kdy vznikl projekt QUANTUS (QUANTen Gase Unter Schwerelosigkeit). Ochlazování atomů rubidiaRubidium – prvek ze skupiny alkalických kovů, vyznačuje se velkou reaktivitou. Rubidium je měkký (asi jako vosk), lehký a stříbrolesklý kov, který lze krájet nožem. Na rozdíl od předchozích alkalických kovů je těžší než voda. Velmi dobře vede elektrický proud a teplo. Rubidium bylo objeveno roku 1861 německým chemikem Robertem W. Bunsenem a německým fyzikem Gustavem R. Kirchhoffem. má v první fázi na starosti kompaktní laserový systém. O principu laserového ochlazováníLaserové ochlazování – technika využívající k ochlazování atomů laserového světla s vlnovou délkou nepatrně nižší než je charakteristický elektronový přechod v atomu. Toto „podladění“ má za následek, ža atomy absorbují větší množství fotonů, pokud se pohybují směrem ke zdroji, než pokud se pohybují od zdroje. Při interakci s fotonem atom ztrácí odpovídající hybnost ve směru zdroje světla. Při následném vyzáření fotonu sice hybnost opět získá, ale v náhodném směru. Zpravidla se používá šest laserů ve směru a proti směru tří souřadnicových os. Ať se atom vydá kamkoli, vždy proti němu bude svítit laser se správně posunutou frekvencí. Mnohonásobným opakováním lze shluk atomů ochladit na nanokelvinové teploty. V roce 1997 byla za tento objev udělena Stevenovi Chuovi, Claudeovi Cohen-Tannoudjimu a Williamovi Philipsovi Nobelova cena za fyziku. jsme přinesli podrobnou zprávu v AB 12/2003, zde se omezíme pouze na zjednodušující konstatování, že jsou zde cílové atomyAtom – základní strukturní jednotka hmoty, jádro je složeno z neutronů a protonů, obaly z elektronů. Rozměry atomu jsou 10−10 m, rozměry jádra 10−14 m, hustota atomu je 1011 g·cm−3, hustota jádra 1014 g·cm−3. ostřelovány fotonyFoton – polní částice elektromagnetické interakce, kvantum energie elektromagnetického záření. Má nulovou klidovou hmotnost a nemá elektrický náboj. Jeho energie a hybnost jsou přímo úměrné frekvenci záření (E = ħω, p = E/c). Stav fotonu zahrnuje také polarizaci, protože jde o příčné vlnění. s frekvencí, kterou jsou schopny pohltit jen naproti letící atomy. Ty později vyzáří náhodným směrem foton, čímž statisticky dojde ke ztrátě hybosti a atomy chladnou. K vytvoření BEC je však třeba teplotu snížit ještě více. Na řadu přichází magnetické ochlazování. Tým vědců z Leibnizovy Univerzity v Hannoveru vyvinul atomový čip, který generuje různé konfigurace magnetického pole. Chlazené atomy uzavře do magnetické ohrádky, kterou dokážou přelézt jen ty nejenergetičtější. Tím průměrná teplota klesne, atomový čip sníží výšku magnetické bariéry a nechá uniknout opět ty nejrychlejší. Proces opakuje, dokud není teplota dostatečně nízká na vznik BECBEC – Boseho-Einsteinův kondenzát (Bose Einstein Condensate, BEC), stav hmoty, kdy se všechny bosony nacházejí v jediném a také nejnižším možném energetickém stavu. Tyto částice se chovají jako jeden jediný celek (mají tzv. koherentní chování), jsou popsány jednou vlnovou funkcí a mají zajímavé makroskopické vlastnosti. Někdy se pro tento stav hmoty užívá také název bosonový kondenzát, superatom či supermolekula.. Vývoj čipu a celého zařízení trval sice třináct let, ale nakonec se podařilo aparaturu dotáhnout do funkčního prototypu.

Vzestup a pád BEC

Ty správné obrátky začal projekt nabírat nedávno, v roce 2017, experimentem MAIUS-1 (Materiewellen-Interferometrie unter Schwerelosigkeit). Šlo o raketu Německého střediska pro letecké a vesmírné cesty, která dne 27. ledna 2017 vystartovala ze švédské balónové a raketové základny Esrange nedaleko města Kiruna (tento malý kosmodrom patří Evropské kosmické agentuřeESA – European Space Agency, Evropská kosmická agentura. ESA spojuje úsilí 18 evropských zemí na poli kosmického výzkumu. Centrální sídlo je v Paříži, pobočky jsou v mnoha členských zemích. ESA byla založena v roce 1964 jako přímý následovník organizací ESRO a ELDO. Nejznámější nosnou raketou využívanou ESA je Ariane. Česká republika vstoupila do ESA v listopadu 2008.). Vystoupala do výšky 243 km, pak začala padat zpět k zemi a nakonec na padácích přistála. Na sledování letu se podílelo jedenáct německých univerzit a samozřejmě také švédský provozovatel. Experiment začal ve chvíli, kdy raketa dosáhla výšky 100 km a uvnitř nastal stav beztíže. Ačkoli vyhodnocování výsledků trvalo ještě hodně dlouhou dobu, už v prvních okamžicích bylo jasné, že se zadařilo. Poprvé v historii byl připraven Boseho-Einsteinův kondenzát ve stavu beztíže.

Start rakety MAIUS 1

Start rakety MAIUS 1. Zdroj: DLR, German Aerospace Center.

V tuto chvíli dostal projekt zelenou. Dlužno podotknout, že právem. Teprve před dvaceti lety bylo poprvé dosaženo BEC na laboratorním stole, a to v konfiguraci připomínající spíš péči na oddělení ARO. Nyní téhož dosáhneme v automatickém režimu na přístrojích, které se musely vměstnat do ani ne třímetrového válce o průměru půl metru, a přestát otřesy a zrychlení při startu rakety. A tak i díky tomuto experimentu můžeme dnes přihlížet posledním přípravám před jeho pokračováním MAIUSMAIUS – Materiewellen-Interferometrie Unter Schwerelosigkeit, experiment Leibnizovy University v Hannoveru a Německého střediska pro letecké a vesmírné cesty. Výsledkem spolupráce je automatické zařízení na výrobu a testování Boseho-Einsteinova kondenzátu ve stavu beztíže, který se vytvoří v raketě letící po balistické dráze.-2/3. Kromě obligátních atomů rubidiaRubidium – prvek ze skupiny alkalických kovů, vyznačuje se velkou reaktivitou. Rubidium je měkký (asi jako vosk), lehký a stříbrolesklý kov, který lze krájet nožem. Na rozdíl od předchozích alkalických kovů je těžší než voda. Velmi dobře vede elektrický proud a teplo. Rubidium bylo objeveno roku 1861 německým chemikem Robertem W. Bunsenem a německým fyzikem Gustavem R. Kirchhoffem. Rb87 tu bude také draslíkDraslík – Kalium, velmi důležitý a reaktivní prvek ze skupiny alkalických kovů, hojně zastoupený v zemské kůře, mořské vodě i živých organizmech. Draslík je měkký, lehký a stříbrolesklý kov, který lze krájet nožem. Volný kov se poprvé podařilo připravit roku 1807 siru Humphry Davymu. K41. Přístroje již prošly posledními zkouškami v laboratoři a jsou připraveny k montáži do rakety. Jedná se o tuto výbavu:

Montáž rakety

Montáž rakety. Zdroj: DLR, German Aerospace Center.

  • Fyzikální balíček: Skládá se ze dvou částí. První zajišťuje dostatečný přísun atomů a druhá je speciálně vyvinutý atomový čip, který generuje patřičné konfigurace magnetického pole. Celý balíček pracuje při tlaku 10−8 Pa, o což se starají dvě sublimační titanová čerpadla. Dvě pece ve vakuové komoře slouží jako zdroj atomů draslíku a rubidia.
  • Modul elektroniky: Řídí průběh experimentu a dohlíží na přesnost měření v mikrogravitaci. Jedná se o soustavu osazených desek, propojenou sběrnicovým systémem vyvinutým speciálně pro práci s výkonovými laserovými diodami.
  • Laserový systém: Skládá se ze dvou částí – pozemního a letového. O průběh experimentu v raketě se postará letový laserový systém. Bude ochlazovat atomy draslíku a rubidia na nízké teploty. Hlavní úlohu také sehraje při Ramanově interferometriiRamanův jev – také Ramanův rozptyl (kombinační rozptyl, Mandelstamův rozptyl, Smekalův-Ramanův rozptyl). Jde o změnu směru i velikosti vlnového vektoru a polarizace fotonů při průchodu prostředím v důsledku interakce s dvěma stavy atomu či molekuly. Rozptýlené fotony mají jinou frekvenci, fázi i polarizaci a nesou informace o energetickém spektru rozptylového centra a u molekul dokonce i o prostorové orientaci konkrétní chemické vazby, tedy jakési molekulární „vizitky“. Pokud má rozptýlený foton nižší energii než původní, hovoříme o tzv. Stokesově fotonu. Bez speciálních opatření je však tímto způsobem rozptylován pouze jediný foton ze stovek miliónů až stovek miliard dopadajících fotonů. Účinný průřez Ramanova rozptylu je zhruba 10−30 cm2. Pokud do prostředí posíláme fotony s vhodnou frekvencí, může dojít ke stimulovanému Ramanovu rozptylu, který je mnohem účinnější. Na tomto jevu jsou založeny Ramanovy lasery..
  • Napájecí modul: Bateriový set zajišťující napájení přístrojů v průběhu experimentů.

Kudy dál

O projekt projevila zájem hned v jeho počátcích i NASANASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen v roce 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších. a jeho modifikovanou verzi zařadila do projektu Cold Atom Lab, což je (letos v srpnu spuštěná) laboratoř umístěná na orbitální stanici ISSISS – International Space Station, mezinárodní vesmírná stanice. Od roku 1993 je společným projektem americké NASA, Ruska, Kanady, evropských států sdružených v kosmické agentuře ESA a Japonska. První modul byl vynesen v roce 1998, první posádka na stanici byla v roce 2000. ISS je neustále ve stavbě a potýká se s finančními problémy na ruské i americké straně. V roce 2008 byl k ISS připojen Evropský výzkumný modul Columbus. V roce 2011 letěl k ISS poslední raketoplán., vybavená veškerým zařízením pro dosahování extrémně nízkých teplot. Start raket MAIUSMAIUS – Materiewellen-Interferometrie Unter Schwerelosigkeit, experiment Leibnizovy University v Hannoveru a Německého střediska pro letecké a vesmírné cesty. Výsledkem spolupráce je automatické zařízení na výrobu a testování Boseho-Einsteinova kondenzátu ve stavu beztíže, který se vytvoří v raketě letící po balistické dráze.-2/3 je plánován na rok 2018/2019, přičemž ten bližší termín je už pravděpodobně nepravděpodobný. Počkat se však určitě vyplatí. Otevírá se tu možnost testovat kvantovou teorii na zcela bezprecedentní úrovni.

Boseho-Einsteinova kondenzace. Zdroj: Quantum Made Simple.

Odkazy

Valid HTML 5 Valid CSS!

Aldebaran Homepage