Σημασία της συμπυκνωμένης κατάστασης του bose-einstein (τι, έννοια και ορισμός)

Τι συμπυκνώνει η κατάσταση του Bose-Einstein:

Η συμπυκνωμένη κατάσταση Bose-Einstein (BEC για συμπύκνωμα Bose-Einstein ) θεωρείται η πέμπτη συγκέντρωση της ύλης και πρωτοεμφανίστηκε το 1995.

Επί του παρόντος, αναγνωρίζονται 5 καταστάσεις συσσώρευσης ύλης, εκ των οποίων 3 είναι οι στερεές, υγρές και αέριες καταστάσεις, οι βασικές. είναι φυσικά παρατηρήσιμο στην επιφάνεια της Γης.

Υπό αυτήν την έννοια, η τέταρτη κατάσταση της ύλης είναι το πλάσμα, το οποίο μπορούμε φυσικά να παρατηρήσουμε έξω από τον πλανήτη μας, όπως στον ήλιο. Η πέμπτη κατάσταση της ύλης θα ήταν το συμπύκνωμα Bose-Einstein, παρατηρήσιμο μόνο σε υποατομικό επίπεδο.

Ονομάζεται "συμπύκνωμα" λόγω της διαδικασίας συμπύκνωσης σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν (-273,15ºC) αερίου από υποατομικά σωματίδια που έχουν έναν τύπο κβαντικής περιστροφής . Ένα spin κβαντικό ή spin, στα Ισπανικά, ονομάζεται περιστροφή των ίδιων των στοιχειωδών σωματιδίων.

Σε γενικές γραμμές, εάν αυτό το αέριο συμπυκνωθεί, λαμβάνεται ένα υποατομικό υπερρευστό που ονομάζεται συμπύκνωμα Bose-Einstein, η πέμπτη συσσωμάτωση της κατάστασης της ύλης που παρατηρείται για πρώτη φορά το 1995.

Ο ορισμός του αερίου, σε αυτό το πλαίσιο, απευθύνεται στον φυσικό και διεσπαρμένο διαχωρισμό που χαρακτηρίζει τα αέρια, επομένως, η συμπύκνωση αυτών των αόρατων σωματιδίων στο ανθρώπινο μάτι υπήρξε μια από τις τεχνολογικές εξελίξεις στον τομέα της κβαντικής φυσικής.

Χαρακτηριστικά του συμπυκνώματος Bose-Einstein

Η συμπυκνωμένη κατάσταση Bose-Einstein έχει 2 μοναδικά χαρακτηριστικά που ονομάζονται υπερρευστότητα και υπεραγωγιμότητα. Οι υπέρρευστος σημαίνει ότι το θέμα παύει να τριβή και υπεραγωγιμότητα υποδεικνύει μηδενική ηλεκτρική αντίσταση.

Λόγω αυτών των χαρακτηριστικών, η συμπυκνωμένη κατάσταση του Bose-Einstein έχει ιδιότητες που μπορούν να συμβάλουν στη μετάδοση ενέργειας από το φως, για παράδειγμα, εάν η τεχνολογία επιτρέπει την επίτευξη ακραίων θερμοκρασιών.

Η πέμπτη κατάσταση της ύλης

Η συμπυκνωμένη κατάσταση Bose-Einstein, που ονομάζεται επίσης κβαντικός παγάκι, ήταν γνωστή μόνο από τις θεωρητικές μελέτες των φυσικών Albert Einstein (1879-1955) και Satyendra Nath Bose (1894-1974) που προέβλεψαν την ύπαρξη μια τέτοια κατάσταση.

Η πέμπτη κατάσταση υπήρχε μόνο θεωρητικά μέχρι το 1995, λόγω των δυσκολιών στην επίτευξη των 2 απαραίτητων προϋποθέσεων για αυτήν:

• Παραγωγή χαμηλών θερμοκρασιών κοντά στο απόλυτο μηδέν και δημιουργία αερίου από υποατομικά σωματίδια με συγκεκριμένη περιστροφή.

Λαμβάνοντας υπόψη το ιστορικό υπόβαθρο, η συμπυκνωμένη κατάσταση του Bose-Einstein ήταν δυνατή μόνο το 1995 χάρη σε δύο μεγάλες προόδους:

Πρώτον, οφείλεται στους φυσικούς Claude Cohen-Tannoudji, Steven Chu και William D. Phillips η ανακάλυψη ενός φωτός λέιζερ ικανό να παγιδεύσει άτομα (επιβραδύνει τα) και ταυτόχρονα να τα καταψύχει σε θερμοκρασίες κοντά στο μηδέν απόλυτο (-273,15ºC). Χάρη σε αυτήν την πρόοδο, οι αναφερόμενοι φυσικοί έλαβαν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1997.

Δεύτερον, οι φυσικοί Eric A. Cornell και Carl Wieman του Πανεπιστημίου του Κολοράντο, όταν καταφέρνουν να ομαδοποιήσουν 2.000 μεμονωμένα άτομα σε ένα "σούπερ άτομο", που θα ήταν αυτό που θα γινόταν το συμπύκνωμα Bose-Einstein.

Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατόν να δούμε για πρώτη φορά το 1995 τη νέα κατάσταση της ύλης που βαπτίστηκε ως συμπύκνωμα του Bose-Einstein σε φόρο τιμής στους πρώτους θεωρητικούς του.

Οι 4 καταστάσεις της ύλης που γνωρίζουμε σήμερα περιλαμβάνουν το φυσικό περιβάλλον μας. Η 5η κατάσταση της ύλης ορίζει τις συγκεντρώσεις σε υποατομικά επίπεδα, όπως και οι ανακαλύψεις άλλων κρατών του 20ού αιώνα.