Кондензат на Бозе-Айнщайн
Кондензатът на Бозе-Айнщайн (BEC) е това, което се случва с разреден газ, когато той е много студен, близо до абсолютната нула (0 K, което се равнява на -273 °C или -459,67 °F). Той се образува, когато частиците, които го съставляват, имат много ниска енергия. Само бозони могат да образуват кондензат на Бозе-Айнщайн. Газът има изключително ниска плътност - около една стохилядна от плътността на нормалния въздух.
Кондензатът на Бозе-Айнщайн е промяна на състоянието. Когато материята е в състояние на BEC, тя има нулев вискозитет. Свръхфлуидността и свръхпроводимостта са тясно свързани със състоянието на материята в BEC.
Теория
Частиците имат енергия. Те могат да имат много енергия и да скачат бясно, както е в газовете; да имат по-малко енергия и да текат като течност; или да имат още по-малко енергия като твърдо тяло. Ако отнемете достатъчно от енергията на частицата, ще стигнете до най-малката или най-малката възможна енергия. Това е кондензатът на Бозе-Айнщайн. Така всички частици стават абсолютно еднакви и вместо да подскачат произволно в различни посоки, всички те подскачат нагоре-надолу по абсолютно един и същи начин, образувайки нещо, наречено "гигантска вълна на материята".
История
Кондензатът на Бозе-Айнщайн е предложен за първи път от Сатяндра Натх Бозе и Алберт Айнщайн през 1924-25 г. Седемдесет години по-късно съществуването му е доказано. Ерик Корнел и Карл Уиман правят първия кондензат на Бозе-Айнщайн през 1995 г. в Университета на Колорадо. Корнел, Уиман и Волфганг Кетерле от Масачузетския технологичен институт получават Нобелова награда за физика за 2001 г.
Експерименти
Обикновено, за да се получи нещо достатъчно студено, за да се получи кондензат на Бозе-Айнщайн, трябва първо да се улови бозонът с помощта на магнити и след това, като се отрази от тях с лазери, да се отнеме цялата им енергия (лазерно охлаждане). Това все още не води до достатъчно студено състояние на нещата. Някои от частиците все още ще подскачат много наоколо, а само някои ще лежат спокойно. След това магнитното поле бавно се понижава малко по малко, за да се пуснат по-бързо отскачащите частици. Така вътре остават само най-студените и най-бавните атоми.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява кондензатът на Бозе-Айнщайн?
О: Кондензатът на Бозе-Айнщайн е състояние на материята, което се получава, когато разреден газ е изключително студен, близък до абсолютната нула, и частиците, които го изграждат, имат много ниска енергия. Само бозони могат да образуват кондензат на Бозе-Айнщайн.
Въпрос: При каква температура се образува кондензатът на Бозе-Айнщайн?
О: Кондензатът на Бозе-Айнщайн се образува, когато разреден газ стане много студен, близък до абсолютната нула, която е равна на -273,15 °C или -459,67 °F.
В: Какви видове частици могат да образуват кондензат на Бозе-Айнщайн?
О: Само бозони могат да образуват кондензат на Бозе-Айнщайн.
В: Каква е плътността на Бозе-Айнщайновия кондензат?
О: Плътността на Бозе-Айнщайновия кондензат е около една стохилядна част от плътността на нормалния въздух.
В: Кондензатът на Бозе-Айнщайн представлява ли промяна на състоянието?
О: Да, кондензатът на Бозе-Айнщайн е промяна на състоянието.
В: Какъв е вискозитетът на материята в състояние на BEC?
О: Когато материята е в състояние на BEC, тя има нулев вискозитет.
Въпрос: Каква е връзката между свръхфлуидността, свръхпроводимостта и състоянието на материята в BEC?
О: Свръхфлуидността и свръхпроводимостта са тясно свързани със състоянието на материята BEC.
