Na palubě ISS vznikl Bose-Einsteinův kondenzát, páté skupenství hmoty

Každý zná tři základní skupenství hmoty, pevné, kapalné a plynné, k němuž pak musíme přičíst ještě plazmu a jako páté obvykle počítáme dosud hypotetický Bose-Einsteinův kondenzát. Ten byl předpovězen indickým matematikem Šatendranáthem Nath Bosem a Albertem Einsteinem. Už od roku 1995 ovšem víme, že páté skupenství hmoty skutečně existuje (vytvořili ho Eric Cornell a Carl Wieman na Univerzitě v Coloradu) a nějaký ten rok už známe dokonce i šesté, a to fermionický kondenzát. 

 

Bose-Einsteinův kondenzát (BEC) je krátce řečeno látka tvořená bosony při teplotě blížící se absolutní nule, kdy má velká část atomů minimální kvantovou energii. Pohybuje se tak na rozhraní mezi makroskopickým světem ovlivňovaným i gravitací a kvantovým světem. A nyní byla takováto látka vytvořena také v prostředí mikrogravitace na palubě Mezinárodní vesmírné stanice, která je pro to vhodné prostředí, protože právě zemská gravitace značně ztěžuje pozorování této látky, již je nutné soustředit v prostoru pomocí magnetických polí. Jakákoliv interakce s vnějším světem je může ihned zahřát a zničit, respektive změnit jejich skupenství. 

 

 

Na palubě ISS je tak možné s takovým kondenzátem pracovat snadněji a s vynaložením mnohem menšího objemu energie, jak uvádí Robert Thompson z Caltech. Praktický rozdíl je i v tom, že v laboratořích dole na zemi může BEC vydržet ve svém stavu jen milisekundy, zatímco na ISS existoval déle než sekundu. Jde také o krátkou dobu, která ale stačila na to, aby bylo možné látku studovat tak, jak nikdy předtím. 

 

V rámci experimentu se začalo s bosony, čili částicemi se stejným počtem elektronů a protonů, které byly pomocí laserů znehybněny a zchlazeny k absolutní nule. Magnetické pole je pak uzamkne v tomto stavu do jakési mikroskopické pasti, ovšem magnety se pak musí vypnout, aby bylo možné kondenzát studovat. Ten se pak velice rychle rozpadá. 

 

Thompson se svým týmem vyzkoušel na palubě ISS experiment s BEC vytvořeným atomy rubidia a díky prostředí mikrogravitace je mohl udržovat s využitím mnohem slabší magnetické pasti. Díky tomu se pak vytvořený kondenzát rozpadl za mnohem delší dobu a také mohly být sledovány přímo jednotlivé atomy, které pluly prostorem zcela neovlivněny okolními silami. 

 

Zatím se tak ukázalo, že ISS je velice vhodné prostředí pro další studium BEC, k čemuž se dříve používaly i letouny či rakety simulující stav beztíže pomocí volného pádu. Příště na tomto pokusu mohou být založeny další, které už budou studovat konkrétně třeba temnou energii, gravitační vlny, možnosti vesmírné navigace nebo i sondování podpovrchových ložisek minerálů na Měsíci či jiných tělesech. Zkrátka jde o základní výzkum, který v budoucnosti nemusí přinést zhola nic, anebo naopak zajistí nebývalý technický pokrok, to dnes nikdo nemůže ani odhadnout.