Nel 2017, un team di ricercatori guidato dalla Leibniz University di Hannover è riuscito a generare condensati di Bose-Einstein nello spazio nell'ambito della missione missilistica MAIUS-1. I condensati di Bose-Einstein descrivono uno stato molto insolito della materia vicino allo zero assoluto e possono essere illustrati con una singola funzione d'onda. Attraverso lunghe analisi, i ricercatori hanno studiato diversi componenti del condensato. I loro risultati sono stati ora pubblicati sulla rivista scientifica Comunicazioni sulla natura . Questo segna l'inizio di misurazioni estremamente accurate tramite l'interferometria atomica nello spazio.

Secondo il dottor Maike Lachmann dell'Istituto di ottica quantistica, uno degli autori dello studio, le possibili applicazioni includono test precisi nel campo della fisica fondamentale, come l'universalità della caduta libera. Inoltre, i loro risultati potrebbero essere utilizzati per la navigazione ad alta precisione, Osservazione della Terra tramite misurazioni del campo gravitazionale terrestre, così come nel contesto della ricerca dell'energia oscura o del rilevamento delle onde gravitazionali.

I condensati di Bose-Einstein nello spazio sono attualmente considerati la fonte più promettente di interferometria atomica. Per questo scopo, un'onda di materia viene rilasciata in caduta libera e analizzata per mezzo di un interferometro. La precisione della misura aumenta con la durata della caduta libera nell'interferometro. Sulla terra, la microgravità a breve termine può essere ottenuta in speciali torri di caduta o in camere a vuoto molto lunghe. Però, periodi di caduta significativamente più lunghi e quindi misurazioni più accurate possono essere ottenute nello spazio.

Nella missione MAIUS, i ricercatori hanno utilizzato una nuvola di atomi di rubidio per generare un condensato di Bose-Einstein, che è stato raffreddato vicino allo zero assoluto attraverso l'interazione di luce e campi magnetici. Tutte le particelle di questa nuvola possono quindi essere descritte con una singola funzione d'onda. Mediante interferometria atomica con una geometria speciale, il team ha dimostrato la coerenza dell'ensemble e quindi la capacità di interferenza. Per questo, inizialmente hanno diviso spazialmente il pacchetto d'onda e in seguito lo hanno ricombinato. Un piccolo spostamento spaziale dei pacchetti d'onda durante la ricombinazione provoca interferenze visibili nella distribuzione della densità dell'insieme sotto forma di strisce orizzontali, che verifica la coerenza dell'insieme su scale temporali di pochi millisecondi. Questo metodo viene utilizzato per eseguire misurazioni altamente precise delle forze inerziali con un'accuratezza senza pari.

Modificando l'intensità dei campi luminosi coinvolti, i ricercatori sono riusciti a modificare la distribuzione della densità dell'onda di materia, ottenendo quindi un'impronta di fase visibile come un motivo a strisce verticali. Questo metodo può essere utilizzato per analizzare le condizioni ambientali, in questo caso una curvatura del campo magnetico sullo sfondo.