来自德国的一组科学家在一枚研究火箭上成功地首次在太空中制造了玻色 - 爱因斯坦凝聚体。2017年1月23日中欧时间凌晨3:30，MAIUS-1任务从瑞典Esrange航天中心发射升空。经过详细分析，结果最近发表在Nature杂志上。玻色 - 爱因斯坦凝聚物，一种超冷气体，可用作在零重力下进行重要测量的起点。在大约15分钟的火箭飞行中，科学家设法进行了大约100次关于玻色 - 爱因斯坦凝聚体的产生和表征及其作为高精度干涉测量基础的适用性的实验。
超冷量子气体被用作各种量子技术实验的来源。科学家可以用它们来测量地球的引力场，探测引力波，并高精度地测试爱因斯坦的等效原理。由于这些实验的精确度通常受到超冷原子观察时间的限制，因此在太空中进行这些实验有望显着提高其灵敏度，因为观测时间不再受地球上重力加速度的限制。
由莱布尼兹大学汉诺威领导，来自11所德国大学和研究机构的科学家团队，其中包括由美因茨约翰内斯古腾堡大学(JGU)物理研究所的patrick Windpassinger教授领导的小组，开发并建造了MAIUS的科学有效载荷-1任务和飞行期间收集的数据。“MAIUS任务的成功不仅证明了我们开发的激光系统在远离实验室的极端环境中具有高可靠性。它还证明了量子技术，如德国联邦教育和研究部(BMBF)所采取的举措。并且在欧盟量子旗舰计划已经达到了非常高的技术成熟度，“Windpassinger在评论任务时表示。这些实验采用激光和磁场来捕获原子气体，在这种情况下，原子气体由铷原子组成，并将其冷却到绝对零度以上几十亿度的温度。因此，科学家们可以观察凝结水几百毫秒并用它来进行测量。绝对零度约为零下273.15摄氏度。
可以可靠地再现超冷原子生成
在他们发表在“自然”杂志上的论文中，科学家们证明了他们生成和运输超冷原子的技术是高度可重复的。特别是，由所谓的原子芯片产生的磁阱中原子的运动与预测紧密匹配。能够以这种方式运输它们将允许它们用于更先进的冷却方案。
Windpassinger集团的成员AndréWenzlawski博士指出：“这将使我们能够在未来的任务中实现更低的温度，甚至更低的绝对零度甚至更低的万亿分之一。”在如此极冷的温度下，原子的速度急剧下降。因此，希望在未来的任务中，它们可以观察几秒钟，从而开启了在地球上无法实现精确测量的可能性。因此，研究小组在实验测量地球引力场，探测引力波和测试爱因斯坦的等效原理时，证明了它们基本方法的可行性。
后续任务MAIUS-2和MAIUS-3正在计划中
研究人员将在后续任务MAIUS-2和MAIUS-3中追求最后提到的应用。这些计划在2020年和2021年再发射两枚火箭，其中除了超冷铷原子外，还将研究钾原子。比较两种原子的重力加速度应该可以测量未来的等效原理。同样，调查结果将用于计划BECCAL，这是由NASA和德国航空航天中心(DLR)开展的一个联合项目，该项目将涉及在国际空间站(ISS)上使用超冷量子气体进行的实验。美因茨大学的patrick Windpassinger教授团队也将成为该团队的一员。
MAIUS-1高空研究火箭任务由莱布尼兹大学汉诺威，不来梅大学，约翰内斯古腾堡大学美因茨，汉堡大学，柏林洪堡大学，费迪南德 - 布劳恩学院，莱布尼茨研究所共同实施。 fürHöchstfrequenztechnik(FBH)位于柏林，达姆施塔特达姆，乌尔姆大学和德国航空航天中心(DLR)。DLR太空任务管理部门根据德国联邦议院的决议，由德国联邦经济事务和能源部提供资金安排该项目的资金。