viiden-valtioiden asia voi olla, Bose-Einstein kondensaatti on ehkä kaikkein salaperäinen. Kaasujen, nesteiden, kiintoaineiden ja plasmat olivat kaikki hyvin tutkittu vuosikymmeniä, jos ei vuosisatoja; Bosen-Einsteinin kondensaatteja eivät luotu laboratoriossa, kunnes 1990-luvulla.

Bose-Einstein kondensaatti on ryhmä atomit jäähdytetään sisällä hiukset absoluuttinen nollapiste. Kun atomit saavuttavat tämän lämpötilan, ne tuskin liikkuvat suhteessa toisiinsa; niillä ei ole juuri lainkaan vapaata energiaa siihen., Siinä vaiheessa atomit alkavat kasaantua yhteen ja päätyä samoihin energiatiloihin. Ne muuttuvat fyysisestä näkökulmasta identtisiksi, ja koko ryhmä alkaa käyttäytyä kuin se olisi yksi atomi.

Bose-Einstein-kondensaatin valmistamiseksi aloitetaan hajakaasupilvellä. Monet kokeet alkavat rubidiumin atomeilla. Sitten viilennät sen lasereilla, käyttämällä palkkeja ottamaan energiaa pois atomeista. Sen jälkeen, jäähdyttää niitä edelleen, tutkijat käyttävät haihtumisjäähdytys., ”A: lla lähdetään liikkeelle sekavasta tilasta, jossa liike-energia on potentiaalienergiaa suurempi”, sanoi Buffalon yliopiston fysiikan professori Xuedong Hu. ”Viilennät sitä, mutta se ei muodosta ristikkoa kuin kiinteä.”

sen sijaan atomit putoavat samoihin kvanttitiloihin, eikä niitä voi erottaa toisistaan. Siinä vaiheessa atomit alkavat totella niin sanottuja Bose-Einsteinin tilastoja, joita yleensä sovelletaan hiukkasiin, joita ei erota toisistaan, kuten fotoneihin.,

Teoria & löytö

Bose-Einsteinin kondensaatteja oli ensimmäinen ennusti teoreettisesti, jonka Satyendra Nath Bose (1894-1974), Intialainen fyysikko, joka myös löysi hiukkanen nimeltä hänelle, bosoni. Bose tutki kvanttimekaniikan tilastollisia ongelmia ja lähetti ajatuksensa Albert Einsteinille. Einstein piti niitä niin tärkeinä, että ne saatiin julkaistua. Kuten tärkeää, Einstein näki, että Bose matematiikan-myöhemmin tunnetaan Bose-Einstein tilastot-voitaisiin soveltaa atomeja sekä valoa.,

Mitä kaksi todettiin, että usein, atomien täytyy olla tiettyjä energioita — itse asiassa yksi perusteet kvanttimekaniikka on, että energiaa atomin tai muu hiukkanen voi olla mielivaltainen. Tämä on, miksi elektronit, esimerkiksi, on diskreetti ”orbitaalit”, että heillä on miehittää, ja miksi he antaa pois fotonit tiettyjä aallonpituuksia, kun he pudota yksi kiertoradan, tai energian taso, toiseen. Mutta viileä atomien sisällä miljardisosaa jossain määrin absoluuttisen nolla ja jotkut atomit alkavat jakaa saman energian tasolla, tulee erottamattomat.,

siksi Bose-Einsteinin kondensaatin atomit käyttäytyvät kuin ”superatomit.”Kun yrittää mitata missä ne ovat, sen sijaan, että näkisi diskreettejä atomeja, näkee enemmän sumeaa palloa.

muut Materian valtiot noudattavat kaikki Paulin Poissulkemisperiaatetta, joka on nimetty fyysikko Wolfgang Paulin mukaan. Pauli (1900-1958) oli Itävaltalainen syntynyt Sveitsiläinen ja Amerikkalainen teoreettinen fyysikko ja yksi edelläkävijöistä kvanttifysiikan.Se sanoo, että fermions — erilaisia hiukkasia, jotka muodostavat väliä — voi olla samanlaisia quantum valtioiden., Tämän vuoksi kun kaksi elektronia on samassa orbitaalissa, niiden pyörähdysten on oltava vastakkaisia, jotta ne muodostavat nollan. Se taas on yksi syy siihen, miksi kemia toimii niin kuin toimii ja yksi syy siihen, että atomit eivät voi miehittää samaa tilaa samanaikaisesti. Bose-Einstein-kondensaatit rikkovat tuota sääntöä.