Bose-Einsteini kondensaat
Bose-Einsteini kondensaat (BEC) on see, mis juhtub lahjendatud gaasiga, kui see muudetakse väga külmaks, absoluutse nulli lähedale (0 K, mis vastab -273 °C või -459,67 °F). See tekib, kui seda moodustavate osakeste energia on väga väike. Bose-Einsteini kondensatsiooni saavad moodustada ainult bosonid. Gaasil on äärmiselt väike tihedus, umbes sajatuhande võrra väiksem kui tavalise õhu tihedus.
Bose-Einsteini kondensaat on oleku muutus. Kui aine on BEC olekus, on selle viskoossus null. Superfluitiivsus ja ülijuhtivus on mõlemad tihedalt seotud aine BEC-olekuga.
Teooria
Osakestel on energia. Neil võib olla palju energiat ja nad võivad põrgatada metsikult nagu gaasid; neil võib olla vähem energiat ja nad võivad voolata nagu vedelikud; või neil võib olla veelgi vähem energiat nagu tahkete ainete puhul. Kui võtate osakestelt piisavalt palju energiat ära, siis jõuate kõige väiksema või väikseima võimaliku energiakoguseni. See on Bose-Einsteini kondensaat. See muudab kõik osakesed täpselt ühesuguseks ja selle asemel, et põrgatada juhuslikult kõigis erinevates suundades, põrkavad nad kõik täpselt ühtemoodi üles ja alla, moodustades midagi, mida nimetatakse "hiiglaslikuks ainelaenguks".
Ajalugu
Bose-Einsteini kondensaadi pakkusid esmakordselt välja Satyendra Nath Bose ja Albert Einstein 1924-25. aastal. Seitsekümmend aastat hiljem tõestati selle olemasolu. Eric Cornell ja Carl Wieman tegid 1995. aastal Colorado Ülikoolis esimese Bose-Einsteini kondensaadi. Cornell, Wieman ja Wolfgang Ketterle MIT-st said seejärel 2001. aastal Nobeli füüsikapreemia.
Katsed
Selleks, et midagi Bose-Einsteini kondensaadi tekkimiseks piisavalt külmaks muuta, tuleb boson kõigepealt magnetite abil kinni püüda ja seejärel laseri põrgatamise abil kogu energia ära võtta (laserjahutus). Sellega ei saa asju ikka veel piisavalt külmaks. Mõned osakesed põrkavad ikka veel palju ringi ja ainult mõned jäävad kenasti lamama. Magnetvälja langetatakse siis aeglaselt vähehaaval, et kiiremini põrkuvad osakesed välja lasta. See jätab meile lihtsalt kõige külmemad ja aeglasemad aatomid sisse.
Küsimused ja vastused
K: Mis on Bose-Einsteini kondensaat?
V: Bose-Einsteini kondensatsioon on aine seisund, mis tekib siis, kui lahjendatud gaas muudetakse äärmiselt külmaks, absoluutse nulli lähedaseks, ja seda moodustavate osakeste energia on väga väike. Bose-Einsteini kondensatsiooni saavad moodustada ainult bosonid.
Küsimus: Millisel temperatuuril tekib Bose-Einsteini kondensatsioon?
V: Bose-Einsteini kondensaat tekib, kui lahjendatud gaas muudetakse väga külmaks, absoluutse nulli lähedale, mis on -273,15 °C ehk -459,67 °F.
K: Millistest osakestest võib tekkida Bose-Einsteini kondensaat?
V: Bose-Einsteini kondensatsiooni võivad moodustada ainult bosonid.
K: Milline on Bose-Einsteini kondensaadi tihedus?
V: Bose-Einsteini kondensaadi tihedus on umbes sajatuhande võrra suurem kui tavalise õhu tihedus.
K: Kas Bose-Einsteini kondensaat on oleku muutus?
V: Jah, Bose-Einsteini kondensaat on oleku muutus.
K: Milline on aine viskoossus BEC-olekus?
V: Kui aine on BEC olekus, on selle viskoossus null.
K: Milline on seos ülivoolavuse, ülijuhtivuse ja aine BEC-oleku vahel?
V: Superfluitiivsus ja ülijuhtivus on mõlemad tihedalt seotud aine BEC-olekuga.
