Em 2017, uma equipe de pesquisadores liderada pela Leibniz University Hannover conseguiu gerar condensados ​​Bose-Einstein no espaço dentro do escopo da missão do foguete MAIUS-1. Os condensados ​​de Bose-Einstein descrevem um estado altamente incomum da matéria próximo ao zero absoluto e podem ser ilustrados com uma única função de onda. Por meio de análises demoradas, os pesquisadores estudaram diferentes componentes do condensado. Suas descobertas já foram publicadas na revista científica Nature Communications . Isso marca o início de medições extremamente precisas via interferometria atômica no espaço.

De acordo com o Dr. Maike Lachmann do Institute of Quantum Optics - um dos autores do estudo - as aplicações possíveis incluem testes precisos no campo da física fundamental, como a universalidade da queda livre. Além disso, suas descobertas podem ser usadas para navegação de alta precisão, Observação da Terra por meio de medições do campo gravitacional da Terra, bem como no contexto da procura de energia escura ou da detecção de ondas gravitacionais.

Os condensados ​​de Bose-Einstein no espaço são atualmente considerados a fonte mais promissora de interferometria atômica. Para este propósito, uma onda de matéria é liberada em queda livre e analisada por meio de um interferômetro. A precisão da medição aumenta com a duração da queda livre no interferômetro. Na terra, a microgravidade de curto prazo pode ser alcançada em torres de queda especiais ou em câmaras de vácuo muito longas. Contudo, períodos de queda significativamente mais longos e, portanto, medições mais precisas podem ser alcançadas no espaço.

Na missão MAIUS, os pesquisadores usaram uma nuvem de átomos de rubídio para gerar um condensado de Bose-Einstein, que foi resfriado a quase zero absoluto por meio da interação de luz e campos magnéticos. Todas as partículas desta nuvem podem ser descritas com uma única função de onda. Por meio de interferometria atômica com uma geometria especial, a equipe comprovou a coerência do conjunto e, portanto, a capacidade de interferência. Por esta, eles inicialmente dividiram o pacote de ondas espacialmente e o recombinaram depois. Um pequeno deslocamento espacial dos pacotes de ondas durante a recombinação resulta em interferências visíveis na distribuição de densidade do conjunto na forma de listras horizontais, que verifica a coerência do conjunto em escalas de tempo de alguns milissegundos. Este método é usado para realizar medições altamente precisas de forças inerciais com precisão incomparável.

Ao alterar a intensidade dos campos de luz envolvidos, os pesquisadores conseguiram mudar a distribuição da densidade da onda de matéria, alcançando assim uma impressão de fase visível como um padrão de listras verticais. Este método pode ser usado para analisar as condições ambientais, neste caso, uma curvatura do campo magnético no fundo.