af de fem tilstande, der kan være stof, er Bose-Einstein-kondensatet måske det mest mystiske. Gasser, væsker, faste stoffer og plasma var alle godt undersøgt i årtier, hvis ikke århundreder, Bose-Einstein kondensater, ikke var skabt i laboratoriet, indtil 1990’erne.

Et Bose-Einstein kondensat er en gruppe af atomer køles til under et hår på det absolutte nulpunkt. Når de når den temperatur, bevæger atomerne sig næppe i forhold til hinanden; de har næsten ingen fri energi til at gøre det., På det tidspunkt begynder atomerne at klumpe sig sammen og indtaste de samme energitilstande. De bliver identiske fra et fysisk synspunkt, og hele gruppen begynder at opføre sig som om det var et enkelt atom.

for at lave et Bose-Einstein-kondensat starter du med en sky af diffus gas. Mange eksperimenter starter med atomer af rubidium. Derefter afkøles det med lasere ved hjælp af bjælkerne til at tage energi væk fra atomerne. Derefter bruger forskerne fordampningskøling for at afkøle dem yderligere., “Med a starter du fra en uordnet tilstand, hvor kinetisk energi er større end potentiel energi,” sagde Huuedong Hu, professor i fysik ved Universitetet i Buffalo. “Du køler det ned, men det danner ikke et gitter som et fast stof.”

i stedet falder atomerne i de samme kvantetilstande og kan ikke skelnes fra hinanden. På det tidspunkt begynder atomerne at adlyde det, der kaldes Bose-Einstein-statistik, som normalt anvendes til partikler, du ikke kan skelne fra hinanden, såsom fotoner.,

Teorien & discovery

med Bose-Einstein kondensater, først blev forudsagt teoretisk af Satyendra Nath Bose (1894-1974), en Indisk fysiker, der også opdagede den subatomare partikel, er opkaldt efter ham, den boson. Bose var der arbejder på statistiske problemer i kvantemekanik, og sendte sine ideer til Albert Einstein. Einstein mente, at de var vigtige nok til at få dem offentliggjort. Som vigtigt så Einstein, at Bose ‘ s matematik-senere kendt som Bose-Einstein-statistik-kunne anvendes til atomer såvel som lys.,

hvad de to fandt var, at atomer normalt skal have visse energier — faktisk er en af de grundlæggende elementer i kvantemekanik, at energien i et atom eller en anden subatomær partikel ikke kan være vilkårlig. Derfor har elektroner for eksempel diskrete “orbitaler”, som de skal besætte, og hvorfor de afgiver fotoner med specifikke bølgelængder, når de falder fra et orbital eller energiniveau til et andet. Men afkøle atomerne til inden for milliarddele af en grad af absolut nul, og nogle atomer begynder at falde ind i det samme energiniveau og bliver ikke skelnelige.,

derfor opfører atomerne i et Bose-Einstein-kondensat sig som “superatomer.”Når man forsøger at måle, hvor de er, i stedet for at se diskrete atomer, ser man mere af en Fu..y bold.

andre tilstande af materie følger alle Pauli-udelukkelsesprincippet, der er opkaldt efter fysiker .olfgang Pauli. Pauli (1900-1958) var en Østrigsk-født i Schweiz og Amerikansk teoretisk fysiker og en af pionererne inden for kvantefysikken.Det siger, at fermions — den slags partikler, der udgør noget — kan ikke være i samme kvantetilstande., Dette er grunden til, at når to elektroner er i samme orbital, skal deres spins være modsatte, så de tilføjer op til nul. Det er igen en af grundene til, at Kemi fungerer som den gør, og en af grundene til, at atomer ikke kan besætte det samme rum på samme tid. Bose-Einstein kondensater bryder denne regel.

selv om teorien sagde, at sådanne stofstater skulle eksistere, var det først i 1995, at Eric A. Cornell og Carl E., E. wieman, både af den Fælles Institut for Lab Astrophysics (JILA) i Boulder, Colorado, og Wolfgang Ketterle, Massachusetts Institute of Technology, har formået at gøre en, som de fik i 2001 Nobelprisen i Fysik.

I juli 2018, et eksperiment ombord på den Internationale rumstation afkølet en sky af rubidium atomer til ti-milliontedel af en grad over det absolutte nulpunkt, der producerer et Bose-Einstein kondensat i rummet. Eksperimentet har nu også rekorden for det koldeste objekt, vi kender til i rummet, selvom det endnu ikke er det koldeste, menneskeheden nogensinde har skabt.