Kondensat Bosego-Einsteina

Rozpatrujemy tak zwany gaz Bosego, czyli gaz, którego cząsteczki są bozonami (cząstki o spinie całkowitym). Własności takiego gazu opisuje rozkład Bosego-Einsteina. W normalnych warunkach gaz ten zachowuje się w klasyczny sposób.

W bardzo niskich temperaturach i przy dużych gęstościach, własności takiego gazu zaczynają w znaczny sposób różnić się od własności klasycznego gazu. W normalnych warunkach przy obniżaniu temperatury następuje przejście fazowe gazu w stan ciekły i żadne kwantowe własności się nie ujawniają.

Rozkład prędkości atomów w chmurze ultrazimnego gazu. Po lewej: tuż przed pojawieniem się kondensatu Bosego-Einsteina, na środku: chwilę po uformowaniu się kondensatu, po prawej: próbka prawie czystego kondensatu.

W pewnych warunkach, bliskich zera bezwzględnego, pod odpowiednim ciśnieniem, objawiają się kwantowe własności takiego gazu.

Własności

Istnieje taka temperatura T_c, w której następuje przejście fazowe z gazu Bosego do kondensatu Bosego-Einsteina. W wyniku tego przejścia powstaje pewna liczba cząstek w stanie podstawowym o zerowym pędzie. Kondensat zachowuje się jak jeden atom, reprezentowany przez jedną falę materii. To tak jakby cząstki gazu zaczęły lewitować nieruchomo w przestrzeni!
ciepło właściwe zanika wraz z temperatury nieskończenie bliskiej zeru absolutnemu.

Kondensat Bosego-Einsteina jest uważany za kolejny stan skupienia materii, obok ciała stałego, cieczy, gazu i plazmy.

W badaniu kondensatu Bosego-Einsteina ogromny wkład mają polscy naukowcy, o czym można przeczytać w poniższym artykule.

Sukces polskich fizyków w badaniach nad kondensatem Bosego-Einsteina

Badania naukowców z Centrum Fizyki Teoretycznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie poszerzyły naszą wiedzę na temat kwantowych właściwości materii. W niedalekiej przyszłości ich zastosowanie pozwoli przyspieszyć rozwój nowych technologii, takich jak komputery kwantowe czy super dokładne detektory fal grawitacyjnych. Wyniki uzyskane przy udziale polskich fizyków, to osiągnięcie na skalę światową.