何が起きたか
- 22人の研究者（著者にはXiong、Li、Jin、Huangが含まれる）が、2026年11月5日に「Science」誌で、中国の宇宙ステーション「天宮」で作製したボース＝アインシュタイン凝縮体を発表した。
- この凝縮体は2.0 × 10⁴個の原子を含み、等価温度は9.7ピコケルビンに達する。範囲は-2.7〜+3.2である。
- 自由膨張の時間、つまり原子雲を束縛せずに自然に発展させておく時間は、7秒に達した。
- アトムチップ上の磁気トラップで得られたこれまでの記録とは異なり、この実験では光双極子トラップを用いている。
なぜ重要か
- 極低温原子のプラットフォームは、基礎物理の検証や、原子干渉計による精密測定を可能にする。
- 微小重力は、原子雲を観測できる時間を延ばす。原子が落下してしまう地上の実験室ではできないことだ。
- 光トラップは光学的なアクセスに優れ、磁性原子も非磁性原子も凝縮できる。磁気トラップにはない柔軟性だ。
数字で見る
9.7ピコケルビン。 1ピコケルビンは、絶対零度を1兆分の1度だけ上回る温度だ。この種の系でこれまでに報告されていた記録は38ピコケルビンで、自由膨張は2秒だった。
背景
ボース＝アインシュタイン凝縮体は、数千個の非常に冷たい原子が単一の量子的存在のようにふるまう物質の状態だ。その温度に達するには、原子を捕捉してエネルギーの最も高いものを取り除き、解放して膨張の様子を測る。膨張が遅いほど、等価温度は低い。
論文によると、微小重力下での縮退気体の生成に光トラップ方式が使われたことは、これまでなかった。著者らは、この結果が宇宙での量子シミュレーションや精密測定の新世代の実験を促す可能性があると示唆している。
Mamíferoでは、低温物理と量子物理を追っている。ノースウェスタン大学が単一の陽電子を浮遊させたこと、コロンビア大学が干渉によって金属中に電子波を閉じ込めたことを伝えた。また、捕捉されたイオンが自らの誤りを訂正したことや、グルノーブルがシリコンだけで作った光子源についても伝えている。
今後
- 著者らは、ステーション上での量子シミュレーションや計測の実験を構想している。
- 膨張時間をさらに延ばせれば、より高感度の原子干渉計が可能になる。
- ほかの宇宙プラットフォームが光トラップで結果を再現するかどうかは、まだ分からない。
まとめ
物質を絶対零度近くまで冷やすのは難しい。観察できるだけの時間じっと保つのは、さらに難しい。軌道上では、7秒間の自由落下が問題の多くを解決する。
出典
- Xiong、Li、Jin、Huangほか、「Quantum gases below 10 picokelvin in space」、Science、2026年11月5日、DOI 10.1126/science.aea5324。本稿は論文の要旨に基づく。
- カバー画像：Shujianyang、CC BY-SA 4.0、Wikimedia Commonsより
編集：Rodrigo Cornejo。選定と検証の方法：ノートを書いているのは誰か。
