Merkitys Bose-Einsteinin tiivistetty tila

Mikä Bose-Einsteinin tiivistetty tila:

Bose-Einsteinin tiivistetty tila (BEC by Bose-Einstein-kondensaatti) katsotaan viidenneksi aineen kasaantumisasteeksi ja se nähtiin ensimmäisen kerran vuonna 1995.

Tällä hetkellä tunnistetaan 5 aineen aggregaatiotilaa, joista kolme on kiinteä, nestemäinen ja kaasumainen, perustilat; on luonnollisesti havaittavissa maan pinnalla.

Tässä mielessä aineen neljäs tila on plasmatila, jonka voimme havaita luonnollisesti planeetamme ulkopuolella, esimerkiksi auringossa. Viides aineen tila olisi Bose-Einsteinin kondensaatti, joka on havaittavissa vain subatomisella tasolla.

Sitä kutsutaan "kondensaatiksi" johtuen kondensoitumisprosessista lähellä absoluuttista nollaa (-273,15 ° C) kaasua, joka on valmistettu subatomisista hiukkasista, joilla on spin kvantti. A spin kvantti tai spin, espanjaksi, kutsutaan itse alkeishiukkasten pyörimiseksi.

Yleensä, jos tämä kaasu kondensoituu, saadaan subatominen superfluidi, nimeltään Bose-Einstein-kondensaatti, joka on viides aineen aggregaatiotila, joka havaittiin ensimmäisen kerran vuonna 1995.

Kaasun määritelmä tässä yhteydessä vetoaa kaasujen luonteenomaiseen ja dispergoituneeseen erottumiseen, joten näiden ihmissilmälle näkymättömien hiukkasten tiivistäminen on ollut yksi kvanttifysiikan teknologisista edistysaskeleista.

Bose-Einstein-kondensaatin ominaisuudet

Bose-Einsteinin kondensoituneessa tilassa on kaksi ainutlaatuista ominaisuutta, joita kutsutaan superfluiditeetiksi ja suprajohtavuudeksi. Superfluiditeetti tarkoittaa, että aineella ei enää ole kitkaa ja suprajohtavuus osoittaa nollaa sähköistä vastusta.

Näiden ominaisuuksien vuoksi Bose-Einstein-kondensoituneella tilalla on ominaisuuksia, jotka voivat edistää energian siirtoa valon kautta, esimerkiksi jos tekniikka sallii äärimmäisten lämpötilojen saavuttamisen.

Aineen viides tila

Bose-Einsteinin kondensoitunut tila, jota kutsutaan myös kvanttijääkuutioksi, tunnettiin vain fyysikkojen Albert Einsteinin (1879-1955) ja Satyendra Nath Bosen (1894-1974) teoreettisista tutkimuksista, jotka ennustivat tällaisen tilan olemassaolon vuonna 1924.

Viides tila oli olemassa vain teoriassa vuoteen 1995 asti, koska siihen tarvittavien kahden edellytyksen saavuttaminen oli vaikeaa:

  • Tuotanto matalissa lämpötiloissa lähellä absoluuttista nollaa ja
  • Kaasun muodostuminen subatomisista hiukkasista tietyllä spinillä.

Kun otetaan huomioon historiallinen tausta, Bose-Einsteinin tiivistetty tila oli mahdollista vasta vuonna 1995 kahden suuren läpimurron ansiosta:

Ensinnäkin fyysikot Claude Cohen-Tannoudji, Steven Chu ja William D.Phillips ovat löytäneet laservalon, joka kykenee vangitsemaan atomit (vähentämään niiden liikenopeutta) ja samalla onnistunut jäähdyttämään ne saavuttamaan lämpötilan lähellä absoluuttinen (-273,15 ° C). Tämän kehityksen ansiosta edellä mainitut fyysikot saavat fysiikan Nobel -palkinnon vuonna 1997.

Toiseksi fyysikot Eric A.Cornell ja Carl Wieman Coloradon yliopistosta, kun he onnistuivat ryhmittelemään 2000 yksittäistä atomia "superatomiksi", josta tulisi Bose-Einstein-kondensaatti.

Tällä tavalla on mahdollista nähdä ensimmäistä kertaa vuonna 1995 Bose-Einstein-kondensaatiksi kastettu aineen uusi tila ensimmäisten teoreetikkojensa kunniaksi.

Tällä hetkellä tuntemamme 4 aineen tilaa käsittävät luonnollisen ympäristömme. Aineen viides tila määrittelee aggregaatit subatomisella tasolla, aivan kuten muiden tilojen löydöt 1900 -luvulta lähtien.

Tunnisteet:  Ilmaisut - Suosittu Tiede Yleinen