Bose–Einstein-kondenzáció
A Bose-Einstein-kondenzátum (BEC) az, ami egy híg gázzal történik, ha nagyon hidegre, az abszolút nulla közelébe (0 K, ami -273 °C vagy -459,67 °F) állítjuk. Akkor alakul ki, ha az őt alkotó részecskéknek nagyon alacsony az energiája. Csak bozonok képesek Bose-Einstein-kondenzátumot létrehozni. A gáz sűrűsége rendkívül alacsony, körülbelül százezerszerese a normál levegő sűrűségének.
A Bose-Einstein-kondenzátum állapotváltozás. Amikor az anyag BEC-állapotban van, akkor nulla a viszkozitása. A szuperfolyékonyság és a szupravezetés egyaránt szorosan kapcsolódik az anyag BEC-állapotához.
Elmélet
A részecskéknek energiájuk van. Lehet sok energiájuk, és vadul ugrálhatnak, mint a gázok; lehet kevesebb energiájuk, és áramolhatnak, mint a folyadékok; vagy még kevesebb energiájuk, mint a szilárd testeknek. Ha elég energiát veszel el a részecskékből, akkor a lehető legkisebb vagy legkevesebb energiához jutsz. Ez a Bose-Einstein-kondenzátum. Ezáltal az összes részecske pontosan ugyanolyan lesz, és ahelyett, hogy véletlenszerűen pattogna mindenféle irányban, mindegyik pontosan ugyanúgy pattog fel és le, és egy úgynevezett "óriási anyaghullámot" alkot.
Történelem
A Bose-Einstein-kondenzátumot először Satyendra Nath Bose és Albert Einstein javasolta 1924-25-ben. Hetven évvel később bebizonyosodott a létezése. Eric Cornell és Carl Wieman 1995-ben a Coloradói Egyetemen elkészítette az első Bose-Einstein-kondenzátumot. Cornell, Wieman,és Wolfgang Ketterle az MIT-nél ekkor kapta meg a 2001-es fizikai Nobel-díjat.
Kísérletek
Általában ahhoz, hogy bármit is elég hidegre hűtsünk ahhoz, hogy Bose-Einstein-kondenzátumot hozzunk létre, először mágnesek segítségével csapdába kell ejteni a bozont, majd lézerrel visszaverődő lézerrel el kell venni az összes energiáját (lézerhűtés). Ez még mindig nem elég hideg. A részecskék egy része még mindig sokat fog ugrálni, és csak néhány fog szépen lefeküdni. A mágneses mezőt ezután lassan, apránként csökkentik, hogy a gyorsabban pattogó részecskéket kiengedjék. Így csak a leghidegebb és leglassabb atomok maradnak bent.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a Bose-Einstein-kondenzátum?
V: A Bose-Einstein-kondenzátum egy olyan halmazállapot, amely akkor jön létre, amikor egy hígított gázt rendkívül hidegre, az abszolút nulla fok közelébe állítunk, és az azt alkotó részecskéknek nagyon alacsony az energiája. Bose-Einstein-kondenzátumot csak bozonok hozhatnak létre.
K: Milyen hőmérsékleten alakul ki a Bose-Einstein-kondenzátum?
V: Bose-Einstein-kondenzátum akkor keletkezik, ha egy hígított gázt nagyon hidegre, az abszolút nulla fok közelébe állítunk, ami -273,15 °C-ot vagy -459,67 °F-ot jelent.
K: Milyen típusú részecskék alkothatnak Bose-Einstein-kondenzátumot?
V: Csak bozonok hozhatnak létre Bose-Einstein-kondenzátumot.
K: Mekkora a Bose-Einstein-kondenzátum sűrűsége?
V: A Bose-Einstein-kondenzátum sűrűsége körülbelül százezerszerese a normál levegő sűrűségének.
K: A Bose-Einstein-kondenzátum állapotváltozást jelent?
V: Igen, a Bose-Einstein-kondenzátum állapotváltozás.
K: Mekkora az anyag viszkozitása a BEC-állapotban?
V: Amikor az anyag BEC-állapotban van, akkor nulla a viszkozitása.
K: Mi a kapcsolat a szuperfolyékonyság, a szupravezetés és az anyag BEC állapota között?
V: A szuperfolyékonyság és a szupravezetés is szorosan kapcsolódik az anyag BEC állapotához.
