在小型仪器中达到超冷原子温度的能力最近已扩展到太空。超冷的温度放大了量子效应，而自由落体则允许进一步冷却，并延长与引力的相互作用时间——引力是没有量子描述的最终力量。
在地球上，这些装置产生了宏观的量子现象，如玻色-爱因斯坦凝聚（BECs）、超流体和强相互作用的量子气体。干扰两个超冷原子同位素叠加的地面量子传感器在10-12能级测试了自由落体（UFF）的普遍性，这是爱因斯坦经典引力理论的核心原则。在太空中，为探索强相互作用的丰富物理学或对UFF进行量子测试所需的冷却元素仍然是难以捉摸的。
研究者利用国际空间站（ISS）上的多用户冷原子实验室（CAL）仪器的升级硬件，首次在太空中同时产生了双种BEC（由87Rb和41K形成），观察了其中的相互作用，产生了39K超冷气体。在“神奇波长”下操作单个激光器，同时应用布拉格脉冲的拉比频率相等，研究者进一步实现了两种原子（87Rb和41K）同时原子干涉测量的首次星载演示。
这些结果是在空间中进行UFF量子测试的重要一步，将使科学家能够在没有引力不对称干扰的新场景下研究少体物理学、量子化学和基础物理学的各个方面。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06645-w