W Zakładzie Fotoniki Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego wytworzono kondensat Bosego-Einsteina atomów rubidu 87 w rekordowo niskiej temperaturze 70 nanokelwinów – najniższej dotąd uzyskanej w Polsce.
Kondensat powstał w zespole mgr. Tomasza Krehlika, dr. Adama Wojciechowskiego i prof. Wojciecha Gawlika, w Węzłowym Laboratorium Zimnych Atomów związanym z Krajowym Laboratorium Fizyki Atomowej, Molekularnej i Optycznej w Toruniu. Do wytworzenia kondensatu zastosowano technikę chłodzenia laserowego w optycznej pułapce dipolowej wyposażonej w ekran magnetyczny i bardziej wszechstronnej niż w pierwszym polskim kondensacie (wykonanym w 2007 roku także z udziałem badaczy z Zakładu Fotoniki UJ we współpracy z KL FAMO w Toruniu).
Aby zaszła kondensacja, potrzebne jest wytworzenie chmury atomów o stosunkowo dużej gęstości (powyżej 1013 atomów/cm3) i bardzo niskiej temperaturze (poniżej 1 µK). W takich warunkach następuje przejście fazowe pomiędzy termicznymi atomami gazu polegające na makroskopowym obsadzeniu stanu podstawowego spułapkowanych atomów, z zachowaniem wzajemnej spójności funkcji falowych wszystkich skondensowanych atomów. Oznacza to między innymi możliwość obserwacji falowej natury materii nie na pojedynczych cząstkach, a na całych ich zespołach.
Powyższe wykresy to trójwymiarowe reprezentacje trzech zdjęć chmury atomowej zrobionych po 30 ms od jej wypuszczenia z pułapki. Duża wysokość i bardziej czerwone zabarwienie wykresu oznaczają dużą gęstość atomów. Kolejne zdjęcia odpowiadają coraz niższej temperaturze chmury atomowej. Dla dostatecznie niskiej temperatury (dwa prawe zdjęcia), widoczny jest coraz większy udział frakcji kondensatowej, zaznaczającej się jako wąski pik zwiększonej gęstości na tle szerszego rozkładu opisującego nieskondensowaną część atomów. Tego typu pomiary rozkładów gęstości atomów wypuszczanych z pułapek są podstawową metodą diagnostyki ultrazimnych atomów.
Osiągnięty wynik pozwoli na kolejne eksperymenty z zakresu fizyki ultrazimnej materii i rozwinięcie technik precyzyjnej metrologii kwantowej.
