Bose-Einstein condensate

Enwere ike ịchọta okwu na steeti nchịkọta dị iche iche, n'ime nke anyị na-ahụ ihe siri ike, gas, na mmiri mmiri; Otú ọ dị, e nwere ụdị ndị ọzọ a na-amaghị ama, otu n'ime ha bụ nke a maara dị ka Bose-Einstein condensate, nke ọtụtụ ndị chemists, ndị ọkà mmụta sayensị na ndị ọkà mmụta sayensị na-ewere dị ka ala nke ise.

N'isiokwu a, anyị ga-agwa gị ihe Bose-Einstein condensate bụ, àgwà ya, ngwa na ọtụtụ ndị ọzọ.

Kedu ihe bụ Bose-Einstein condensate

A Bose-Einstein Condensate (BEC) bụ mkpokọta okwu, dị ka a na-ekwu na mbụ: gas, mmiri mmiri na siri ike, ma. Ọ na-apụta na okpomọkụ dị oke ala, dị nso na efu zuru oke.

Ọ nwere ụmụ irighiri ihe a na-akpọ bosons na, n'oge okpomọkụ ndị a, na-ebi na steeti ume kacha ala nke a maara dị ka ala ala. Albert Einstein buru amụma nke a na 1924 ka ọ gụchara akwụkwọ na ọnụ ọgụgụ foton nke onye ọkà mmụta sayensị India Satyendra Bose zigara ya.

Ọ dịghị mfe ịnweta okpomọkụ dị mkpa iji mepụta condensates Bose-Einstein na ụlọ nyocha, ihe kpatara ya ruo 1995 ọ gaghị ekwe omume ịnweta teknụzụ dị mkpa. N'afọ ahụ, ndị ọkà mmụta sayensị America Eric Cornell na Carl Wieman na ọkà mmụta physicist German bụ Wolfgang Ketterle jisiri ike hụ condensates Bose-Einstein nke mbụ. Ndị ọkà mmụta sayensị Colorado ji rubidium-87 mee ihe, ebe Keitel nwetara ya site na gas nke atom sodium na-agbaze nke ukwuu.

N'ihi na ndị a nnwale meghere ụzọ ọhụrụ ubi nke ọmụmụ nke Njirimara nke ihe, Kettler, Cornell, na Wieman natara 2001 Nobel Nrite XNUMX. Ọ bụ kpọmkwem n'ihi na nke oké ala okpomọkụ na gas atọm na ụfọdụ Njirimara na-etolite a nyere iwu steeti. ihe niile jikwaa inweta otu ume na ume dị ala, nke na-adịghị eme na nkịtị okwu.

Isi atụmatụ

Dị ka e kwuru na mbụ, okwu nwere ọ bụghị nanị atọ isi ala nke mmiri mmiri, siri ike, na gas, ma n'ụzọ megidere nke ahụ. enwere steeti nke anọ na nke ise bụ plasmatic na ionized. A Bose-Einstein condensate bụ otu n'ime steeti ndị a ma nwee ọtụtụ njirimara:

• Ọ bụ mkpokọta steeti mejupụtara mkpokọta bosons bụ ụmụ irighiri ihe mbụ.
• A na-ewere ya dị ka steeti nke ise nke nchịkọta ihe nwere ike iche.
• Ebu ụzọ hụ ya na 1995, yabụ na ọ mara mma nke ukwuu.
• Ọ nwere usoro condensation dị nso na efu zuru oke.
• Ọ dị oke mmiri, nke pụtara na ọ nwere ikike nke ihe ahụ iji kpochapụ esemokwu.
• Ọ na-arụ ọrụ nke ọma ma nwee nguzogide eletrik efu.
• A makwaara ya dị ka quantum ice cube.

Mmalite nke condensate Bose-Einstein

Mgbe a na-etinye gas n'ime akpa, a na-edobe ihe ndị mejupụtara gas ahụ n'ebe dị anya nke ọma site na ibe ya na enwere mmekọrịta dị ntakịrị, ma e wezụga nkukota oge ụfọdụ na ibe ya na mgbidi nke akpa ahụ. N'ihi ya, a na-enweta ụdị gas a maara nke ọma.

Agbanyeghị, ụmụ irighiri ihe ndị ahụ nọ na mkpasu iwe ọkụ na-adịgide adịgide, na ọnọdụ okpomọkụ bụ oke oke maka ọsọ: na elu okpomọkụ, ngwa ngwa ha na-akpali. Ọ bụ ezie na ọsọ nke urughuru ọ bụla nwere ike ịdị iche, nkezi ọsọ nke usoro na-anọgide na-adịgide adịgide na a nyere okpomọkụ.

Eziokwu ọzọ dị mkpa bụ na ihe nwere ụdị irighiri ihe abụọ: fermions na bosons, nke a na-ahụ anya site na ntụgharị ha (intrinsic angular momentum), bụ nke zuru oke na okike. Dịka ọmụmaatụ, electrons bụ fermions na ọkara integer spins, ebe bosons nwere integer spins, nke na-eme ka omume ọnụ ọgụgụ ha dị iche.

Fermions na-amasị ịdị iche na ya mere rube isi n'ụkpụrụ mwepu nke Pauli, dị ka nke abụọ fermions na atom enweghị ike inwe otu quantum steeti. Nke a bụ ihe mere ndị electrons ji dị iche iche atomiki orbitals ma ya mere ha anaghị etinye otu ọnọdụ quantum.

Bosons, n'aka nke ọzọ, anaghị erube isi n'ụkpụrụ nchụso ma ya mere enweghị ihe mgbochi ọ bụla ịnwe otu steeti quantum. Akụkụ siri ike nke nnwale ahụ bụ ime ka sistemu ahụ dị jụụ nke ukwuu ka ogologo wavelength de Broglie wee dị elu.

Ndị ọkà mmụta sayensị Colorado rụzuru nke a site na iji Sistemụ jụrụ oyi nke laser nke gụnyere iji ọkụ laser isii kụrie ihe atụ atọm n'isi, na-eme ka ha dalata na mberede ma si otú a na-ebelata ọgba aghara okpomọkụ ha.

Atọm ndị na-eji nwayọọ nwayọọ na-ajụ oyi na-ejide n'ime oghere magnetik, na-ekwe ka atom ndị na-agba ọsọ ọsọ gbapụ iji mee ka usoro ahụ dị jụụ. Atọm ndị a kpọchiri n'ụzọ dị otú a jisiri ike mepụta obere ntụpọ nke Bose-Einstein condensate ruo obere oge, nke dịruo ogologo oge iji dekọọ ya na onyonyo.

Aplicaciones

Otu n'ime ngwa kachasị mma nke condensate Bose-Einstein dị ịmepụta ngwaọrụ ndị ziri ezi maka ịlele oge na nchọpụta nke ebili mmiri ndọda. N'ihi na atom ndị dị na condensate na-agagharị dị ka otu ihe, ha ziri ezi karịa elekere atọmịk a na-emekarị ma enwere ike iji ya tụọ oge na nkenke na-enwetụbeghị ụdị ya.

Akụkụ ọzọ ebe enwere ike itinye ọnọdụ nke ise a n'ọrụ bụ na mkpokọta quantum, nke nwere ike inye ohere okike nke kọmputa dị ike na ịrụ ọrụ nke ọma karịa ndị dị ugbu a. Enwere ike iji atom dị na condensate dị ka qubits, ihe ndị bụ isi ụlọ nke kọmpụta quantum, na ihe onwunwe ha nwere ike ime ka mgbako ọsọ ọsọ na nke ziri ezi karịa ka enwere ike iji kọmputa nkịtị. Nke a bụ ihe mere a na-ekwukarị gbasara kọmpụta quantum ụbọchị ndị a.

Na mgbakwunye, a na-ejikwa condensate Bose-Einstein na nyocha physics na imepụta ihe ọhụrụ nwere ihe pụrụ iche. Dịka ọmụmaatụ, ejirila ya mee ihe mepụta ihe ndị na-arụ ọrụ nke ọma nwere ike gbanwee ụlọ ọrụ eletrọnịkị ma kwe ka ịmepụta ngwaọrụ ndị dị ike ma dị ike karị.

Enwere m olileanya na site na ozi a, ị ga-amụtakwu gbasara condensate Bose-Einstein, njirimara ya na ngwa ya.