Condensatul Bose-Einstein
Condensatul Bose-Einstein (BEC) este ceea ce se întâmplă cu un gaz diluat atunci când acesta este făcut foarte rece, aproape de zero absolut (0 K, ceea ce echivalează cu -273 °C sau -459,67 °F). Acesta se formează atunci când particulele care îl compun au o energie foarte scăzută. Numai bosonii pot forma un condensat Bose-Einstein. Gazul are o densitate extrem de scăzută, aproximativ o sutime din densitatea aerului normal.
Un condensat Bose-Einstein este o schimbare de stare. Atunci când materia se află în starea BEC, aceasta are vâscozitate zero. Superfluiditatea și supraconductibilitatea sunt ambele strâns legate de starea BEC a materiei.
Teorie
Particulele au energie. Ele pot avea multă energie și să ricoșeze sălbatic, ca în cazul gazelor; pot avea mai puțină energie și să curgă ca un lichid; sau pot avea și mai puțină energie, ca un solid. Dacă îndepărtați o cantitate suficientă de energie din particule, ajungeți la cea mai mică cantitate de energie posibilă. Acesta este un condensat Bose-Einstein. Acest lucru face ca toate particulele să fie exact la fel și, în loc să ricoșeze la întâmplare în toate direcțiile diferite, toate ricoșează în sus și în jos exact în același mod, formând ceea ce se numește o "undă uriașă de materie".
Istoric
Condensatul Bose-Einstein a fost propus pentru prima dată de Satyendra Nath Bose și Albert Einstein în 1924-25. Șaptezeci de ani mai târziu, existența sa a fost dovedită. Eric Cornell și Carl Wieman au realizat primul condensat Bose-Einstein în 1995, la Universitatea din Colorado. Cornell, Wieman și Wolfgang Ketterle de la MIT au primit apoi Premiul Nobel pentru Fizică în 2001.
Experimente
De obicei, pentru a obține ceva suficient de rece pentru a crea un condensat Bose-Einstein, trebuie mai întâi să prindeți bosonul cu ajutorul unor magneți și apoi, prin aruncarea de lasere asupra lor, să le eliminați toată energia (răcire cu laser). Acest lucru încă nu ajunge să răcească lucrurile suficient de mult. O parte din particule vor continua să sară mult și doar unele dintre ele se vor așeza frumos. Câmpul magnetic este apoi coborât încet, puțin câte puțin, pentru a lăsa să iasă particulele care ricoșează mai repede. În acest fel rămânem doar cu cei mai reci și mai lenți atomi din interior.
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este un condensat Bose-Einstein?
R: Un condensat Bose-Einstein este o stare a materiei care apare atunci când un gaz diluat este făcut extrem de rece, aproape de zero absolut, iar particulele care îl compun au o energie foarte scăzută. Numai bosonii pot forma un condensat Bose-Einstein.
Î: La ce temperatură se formează un condensat Bose-Einstein?
R: Un condensat Bose-Einstein se formează atunci când un gaz diluat este făcut foarte rece, aproape de zero absolut, ceea ce înseamnă -273,15 °C sau -459,67 °F.
Î: Ce tipuri de particule pot forma un condensat Bose-Einstein?
R: Numai bosonii pot forma un condensat Bose-Einstein.
Î: Care este densitatea unui condensat Bose-Einstein?
R: Densitatea unui condensat Bose-Einstein este de aproximativ o sutime din densitatea aerului normal.
Î: Este un condensat Bose-Einstein o schimbare de stare?
R: Da, un condensat Bose-Einstein este o schimbare de stare.
Î: Care este vâscozitatea materiei în starea BEC?
R: Atunci când materia se află în starea BEC, vâscozitatea ei este zero.
Î: Care este legătura dintre superfluiditate, supraconductibilitate și starea BEC a materiei?
R: Atât superfluiditatea, cât și supraconductibilitatea sunt strâns legate de starea BEC a materiei.
