在一项开创性的努力中，因斯布鲁克大学的研究人员与达勒姆大学合作，首次实现了非基态铯原子的玻色-爱因斯坦凝聚。这项研究发表在《自然通讯》上，为超冷原子气体的新实验和多体量子物理研究铺平了道路。

原子世界通常以随机混沌和热量为特征，当原子急剧冷却时，就会发生显着的转变。在略高于绝对零的温度下，原子进入一种独特的量子态，称为玻色-爱因斯坦凝聚体 (BEC)，在这种状态下它们表现为单个相干实体。 BEC 首次成功实现是在 1995 年，距阿尔伯特·爱因斯坦 (Albert Einstein) 和萨蒂延德拉·纳特·玻色 (Satyendra Nath Bose) 的理论预测 70 年后。

从那时起，研究人员一直在研究这些超冷气体的特殊性质，以解开量子力学的谜团。此外，超冷原子气体以其高度可控性而闻名，已成为少体和多体量子物理学的宝贵测试平台。

尤其是铯，由于其丰富的费什巴赫共振景观，可以精确调节相互作用，因此在这方面发挥了重要作用。传统上，铯被凝结在其绝对基态。现在，因斯布鲁克大学的研究人员与杜伦大学的理论团队合作，首次实现了铯原子在塞曼激发的 mF=2 态(一种非基态构型)下的凝聚。

“玻色-爱因斯坦凝聚的实现取决于保持良好碰撞与坏碰撞的有利比例。弹性碰撞在驱动蒸发和热化过程中发挥着至关重要的作用，而二体非弹性碰撞和三体复合会降低冷却效率，可能会达到 BEC 无法达到的程度，”该研究的第一作者 Milena Horvath 解释道。