Bozes-Einšteina kondensāts
Bozes-Einšteina kondensāts (BEC) ir tas, kas notiek ar atšķaidītu gāzi, ja to padara ļoti aukstu, tuvu absolūtajam nullim (0 K, kas atbilst -273 °C jeb -459,67 °F). Tas veidojas, ja daļiņām, kas to veido, ir ļoti maza enerģija. Tikai bozoni var veidot Boses-Einšteina kondensātu. Gāzei ir ārkārtīgi mazs blīvums, aptuveni simtūkstošdaļa no parastā gaisa blīvuma.
Bozes-Einšteina kondensāts ir stāvokļa maiņa. Kad matērija ir BEC stāvoklī, tās viskozitāte ir nulle. Gan supertecība, gan supravadītspēja ir cieši saistītas ar BEC vielas stāvokli.
Teorija
Daļiņām ir enerģija. Tām var būt daudz enerģijas, un tās var strauji lēkāt, kā tas ir gāzēs, tām var būt mazāk enerģijas, un tās var plūst, kā tas ir šķidrumos, vai arī tām var būt vēl mazāk enerģijas, kā tas ir cietvielās. Ja daļiņai atņem pietiekami daudz enerģijas, iegūstam vismazāko jeb mazāko iespējamo enerģijas daudzumu. Tas ir Bose-Einšteina kondensāts. Tādējādi visas daļiņas kļūst pilnīgi vienādas, un tā vietā, lai nejauši lēkātu dažādos virzienos, tās visas lēkā uz augšu un uz leju pilnīgi vienādi, veidojot kaut ko, ko sauc par "milzu matērijas vilni".
Vēsture
Pirmie Boses-Einšteina kondensātu 1924.-25. gadā ierosināja Satjendra Nats Bosē un Alberts Einšteins. Septiņdesmit gadus vēlāk tā pastāvēšana tika pierādīta. Ēriks Kornels un Karls Vīmans 1995. gadā Kolorādo Universitātē izveidoja pirmo Bozes-Einšteina kondensātu. Kornelam, Vīmanam un Volfgangam Ketterlem no MIT 2001. gadā piešķīra Nobela prēmiju fizikā.
Eksperimenti
Parasti, lai iegūtu kaut ko pietiekami aukstu, lai veidotu Bosa-Einšteina kondensātu, vispirms bozons jānoķer ar magnētiem un pēc tam, atstarojot no tiem lāzerus, tiem jāatņem visa enerģija (lāzerdzesēšana). Tas tomēr nenodrošina pietiekamu aukstumu. Dažas daļiņas joprojām daudz lēkā apkārt, un tikai dažas no tām labi nogulstas. Magnētiskais lauks pēc tam lēnām tiek lēnām pazemināts, lai ātrāk atlēkušās daļiņas izlaistu ārā. Tā mums paliek tikai aukstākie un lēnākie atomi iekšpusē.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir Bose-Einšteina kondensāts?
A: Bozes-Einšteina kondensāts ir vielas stāvoklis, kas rodas, ja atšķaidītu gāzi padara ārkārtīgi aukstu, tuvu absolūtajam nullim, un to veidojošajām daļiņām ir ļoti maza enerģija. Tikai bozoni var veidot Boses-Einšteina kondensātu.
J: Kādā temperatūrā veidojas Boses-Einšteina kondensāts?
Bose-Einšteina kondensāts veidojas, ja atšķaidītu gāzi padara ļoti aukstu, tuvu absolūtajam nullim, kas ir -273,15 °C jeb -459,67 °F.
J: Kāda veida daļiņas var veidot Boses-Einšteina kondensātu?
A: Tikai bozoni var veidot Boses-Einšteina kondensātu.
J: Kāds ir Boses-Einšteina kondensāta blīvums?
A: Boses-Einšteina kondensāta blīvums ir aptuveni simtūkstošdaļa no parastā gaisa blīvuma.
Vai Boses-Einšteina kondensāts ir stāvokļa maiņa?
A: Jā, Boses-Einšteina kondensāts ir stāvokļa maiņa.
J: Kāda ir vielas viskozitāte BEC stāvoklī?
A: Kad matērija ir BEC stāvoklī, tās viskozitāte ir nulle.
J: Kāda ir saistība starp supertecību, supravadītspēju un BEC vielas stāvokli?
A: Gan supertecība, gan supravadītspēja ir cieši saistītas ar BEC vielas stāvokli.
