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 Tomasz Krehlik, Adam Wojciechowski i Wojciech Gawlik w Zakładzie Fotoniki Instytutu Fizyki UJ 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 2005 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 przedstawiają przestrzenne rozkłady gęstości chmury atomowej po 30 ms od jej wypuszczenia z pułapki dla trzech różnych faz chłodzenia przez odparowanie, wraz dopasowaniem teoretycznych przewidywań dla rozkładów atomów termicznych (szara szeroka funkcja Gaussa)
i atomów w kondensacie (węższy czerwony rozkład Thomasa-Fermiego). Dla dostatecznie niskiej temperatury, widoczny jest coraz większy udział frakcji kondensatowej. 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.
