En 2017, un equipo de investigadores dirigido por la Universidad Leibniz de Hannover logró generar condensados ​​de Bose-Einstein en el espacio dentro del alcance de la misión del cohete MAIUS-1. Los condensados ​​de Bose-Einstein describen un estado de la materia muy inusual cercano al cero absoluto y se pueden ilustrar con una sola función de onda. Mediante análisis que requieren mucho tiempo, los investigadores estudiaron diferentes componentes del condensado. Sus hallazgos ahora se han publicado en la revista científica. Comunicaciones de la naturaleza . Esto marca el comienzo de mediciones extremadamente precisas a través de la interferometría de átomos en el espacio.

Según el Dr. Maike Lachmann del Instituto de Óptica Cuántica, uno de los autores del estudio, las posibles aplicaciones incluyen pruebas precisas en el campo de la física fundamental, como la universalidad de la caída libre. Es más, sus hallazgos podrían usarse para una navegación de alta precisión, Observación de la Tierra a través de mediciones del campo gravitacional de la Tierra, así como en el contexto de la búsqueda de energía oscura o la detección de ondas gravitacionales.

Los condensados ​​de Bose-Einstein en el espacio se consideran actualmente la fuente más prometedora de interferometría atómica. Para este propósito, se libera una onda de materia en caída libre y se analiza mediante un interferómetro. La precisión de la medición aumenta con la duración de la caída libre en el interferómetro. En la tierra, La microgravedad a corto plazo se puede lograr en torres de caída especiales o en cámaras de vacío muy largas. Sin embargo, Períodos de caída significativamente más largos y, por lo tanto, se pueden alcanzar mediciones más precisas en el espacio.

En la misión MAIUS, los investigadores utilizaron una nube de átomos de rubidio para generar un condensado de Bose-Einstein, que se enfrió hasta cerca del cero absoluto mediante la interacción de la luz y los campos magnéticos. Todas las partículas de esta nube se pueden describir con una sola función de onda. Mediante interferometría atómica de geometría especial, el equipo demostró la coherencia del conjunto y, por tanto, la capacidad de interferencia. Para esto, inicialmente dividieron espacialmente el paquete de ondas y luego lo recombinaron. Un pequeño desplazamiento espacial de los paquetes de ondas durante la recombinación da como resultado interferencias visibles en la distribución de densidad del conjunto en forma de franjas horizontales, que verifica la coherencia del conjunto en escalas de tiempo de algunos milisegundos. Este método se utiliza para realizar mediciones de fuerzas de inercia muy precisas con una precisión inigualable.

Al cambiar la intensidad de los campos de luz involucrados, los investigadores lograron cambiar la distribución de densidad de la onda de materia, logrando así una impresión de fase visible como un patrón de rayas verticales. Este método se puede utilizar para analizar las condiciones ambientales, en este caso, una curvatura del campo magnético en el fondo.