dos cinco estados em que a matéria pode estar, o condensado de Bose-Einstein é talvez o mais misterioso. Gases, líquidos, sólidos e plasmas foram todos bem estudada há décadas, se não séculos; condensados de Bose-Einstein não foram criadas em laboratório até a década de 1990.
Um Bose-Einstein condensado é um grupo de átomos refrigerado dentro de um fio de cabelo de zero absoluto. Quando atingem essa temperatura, os átomos mal se movem em relação uns aos outros; quase não têm energia livre para o fazer., Nesse ponto, os átomos começam a juntar-se, e entram nos mesmos estados de energia. Eles se tornam idênticos, de um ponto de vista físico, e todo o grupo começa a se comportar como se fosse um único átomo. para fazer um condensado de Bose-Einstein, você começa com uma nuvem de gás difuso. Muitas experiências começam com átomos de rubídio. Depois arrefece-se com lasers, usando os feixes para tirar energia dos átomos. Depois disso, para arrefecê-los ainda mais, os cientistas utilizam o arrefecimento por evaporação., “Com a , você começa de um estado desordenado, onde a energia cinética é maior do que a energia potencial”, disse Xuedong Hu, um professor de Física da Universidade de Buffalo. “Acalma – te, mas não forma uma estrutura como um sólido.”
em vez disso, os átomos caem nos mesmos estados quânticos, e não podem ser distinguidos um do outro. Nesse ponto, os átomos começam a obedecer ao que são chamadas de estatísticas de Bose-Einstein, que são normalmente aplicadas a partículas que você não pode distinguir, como fótons.,
Teoria & descoberta
condensados de Bose-Einstein foram inicialmente previsto teoricamente por Satyendra Nath Bose (1894-1974), um Índio físico que também descobriu a partícula subatômica chamada por ele, o boson. Bose estava trabalhando em problemas estatísticos na mecânica quântica, e Enviou suas ideias para Albert Einstein. Einstein achava-os importantes o suficiente para publicá-los. Como importante, Einstein viu que a matemática de Bose — mais tarde conhecida como estatísticas de Bose-Einstein — poderia ser aplicada aos átomos, bem como à luz.,
o Que os dois encontraram foi que, normalmente, os átomos têm de ter certas energias — na verdade, um dos fundamentos da mecânica quântica é que a energia de um átomo ou de outra partícula subatômica, não pode ser arbitrário. É por isso que elétrons, por exemplo, têm “orbitais” discretos que eles têm que ocupar, e por que eles emitem fótons de comprimentos de onda específicos quando eles caem de um orbital, ou nível de energia, para outro. Mas arrefecem os átomos para dentro de milionésimos de um grau de zero absoluto e alguns átomos começam a cair no mesmo nível de energia, tornando-se indistinguíveis., é por isso que os átomos num condensado de Bose-Einstein se comportam como “super átomos”.”Quando se tenta medir onde estão, em vez de se ver átomos discretos, vê-se mais uma bola difusa. outros estados da matéria seguem o princípio de exclusão de Pauli, nomeado pelo físico Wolfgang Pauli. Pauli (1900-1958) foi um físico teórico austríaco. physics.It diz que os férmions – os tipos de partículas que compõem a matéria — não podem estar em estados quânticos idênticos., É por isso que quando dois elétrons estão no mesmo orbital, suas voltas têm que ser opostas para que se somem a zero. Isso por sua vez é uma razão pela qual a química funciona como funciona e uma razão pela qual os átomos não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo. Condensados de Bose-Einstein quebram essa regra. embora a teoria tenha dito que tais estados da matéria deveriam existir, não foi até 1995 que Eric A. Cornell e Carl E., Wieman, ambos do Joint Institute for Lab Astrophysics (JILA) em Boulder, Colorado, e Wolfgang Ketterle, do Massachusetts Institute of Technology, conseguiram fazer um, pelo qual receberam o Prêmio Nobel de Física de 2001. em julho de 2018, um experimento a bordo da Estação Espacial Internacional arrefeceu uma nuvem de átomos de rubídio a dez milhões de graus acima do zero absoluto, produzindo um condensado de Bose-Einstein no espaço. A experiência também detém agora o recorde do objeto mais frio que conhecemos no espaço, embora ainda não seja a coisa mais fria que a humanidade já criou.