מאַטעריע קענען זיין געפונען אין פאַרשידן געמיינזאַם שטאַטן, צווישן וואָס מיר געפֿינען סאָלידס, גאַסאַז און ליקווידס; אָבער, עס זענען אנדערע טייפּס פון ווייניקער-באקאנט שטאַטן, איינער פון וואָס איז באקאנט ווי באָסע-איינשטיין קאַנדאַנסייט, באטראכט דורך פילע כעמיקער, סייאַנטיס און פיזיסיסטן ווי דער פינפט שטאַט פון ענין.
אין דעם אַרטיקל מיר וועלן זאָגן איר וואָס די Bose-Einstein קאַנדאַנסייט איז, זייַן קעראַקטעריסטיקס, אַפּלאַקיישאַנז און פיל מער.
ינדעקס
וואָס איז די באָסע-איינשטיין קאַנדאַנסייט
א Bose-Einstein Condensate (BEC) איז אַ געמיינזאַם שטאַט פון ענין, ווי די געוויינטלעך שטאַטן: גאַז, פליסיק און האַרט, אָבער עס אַקערז אין גאָר נידעריק טעמפּעראַטורעס, זייער נאָענט צו אַבסאָלוט נול.
עס באשטייט פון פּאַרטיקאַלז גערופן באָסאָנס וואָס, ביי די טעמפּעראַטורעס, וווינען אין די לאָואַסט ענערגיע קוואַנטום שטאַט באקאנט ווי דער ערד שטאַט. אלבערט איינשטיין האט דאס פאראויסגעזאגט אין 1924 נאכן לייענען א צייטונג איבער פאטאן סטאטיסטיקס וואס דער אינדיאנער פיזיקער סאטיענדרא באזע האט אים געשיקט.
עס איז נישט גרינג צו באַקומען די טעמפּעראַטורעס דארף צו פאָרעם Bose-Einstein קאַנדאַנסייץ אין דער לאַבאָראַטאָריע, סיבה וואָס ביז 1995 עס איז געווען ניט מעגלעך צו האָבן די נייטיק טעכנאָלאָגיע. אין יענעם יאָר האָבן די אַמעריקאַנער פיזיקער עריק קאָרנעל און קאַרל ווימאַן און דער דײַטשישער פיזיקער וואָלפגאַנג קעטערלע געראטן צו אָבסערווירן די ערשטע באָסע-איינשטיין קאַנדאַנסייץ. די קאָלאָראַדאָ סייאַנטיס געניצט רובידיום-87, בשעת קיטעל באקומען עס דורך אַ העכסט צעפירן גאַז פון סאָדיום אַטאָמס.
ווייַל די יקספּעראַמאַנץ האָבן געעפנט די טיר צו אַ נייַ פעלד פון לערנען פון די פּראָפּערטיעס פון ענין, קעטלער, קאָרנעל און ווימאַן באקומען די נאָבעל פרייז 2001. פּונקט ווייַל פון די גאָר נידעריק טעמפּעראַטור אַז גאַז אַטאָמס מיט זיכער פּראָפּערטיעס פאָרעם אַ אָרדערד שטאַט, אַלע פון וואָס פירן צו קריגן דער זעלביקער רידוסט ענערגיע און מאָמענטום, ווא ס אי ז ניש ט פארגעקומע ן אי ן געוויינלעכ ן ענין .
שליסל פֿעיִקייטן
ווי פריער דערמאנט, די מאַטעריע האט נישט בלויז דריי יקערדיק שטאַטן פון פליסיק, האַרט און גאַז, אָבער אויף די פאַרקערט, עס איז אַ פערט און אַ פינפט שטאַט וואָס זענען פּלאַזמאַטיש און ייאַנייזד. א Bose-Einstein קאַנדאַנסייט איז איינער פון די שטאַטן און האט עטלעכע קעראַקטעריסטיקס:
- עס איז אַ געמיינזאַם שטאַט געמאכט פון אַ זאַמלונג פון באָסאַנז וואָס זענען עלעמענטאַר פּאַרטיקאַלז.
- עס איז געהאלטן די פינפט שטאַט פון אַגגרעגאַטיאָן אַז מאַטעריאַלס קענען יבערנעמען.
- עס איז געווען ערשטער באמערקט אין 1995, אַזוי עס איז גאַנץ נייַ.
- עס האט אַ קאַנדאַנסיישאַן פּראָצעס נאָענט צו אַבסאָלוט נול.
- עס איז סופּער פליסיק, וואָס מיטל עס האט די מאַטעריע ס פיייקייט צו עלימינירן רייַבונג.
- עס איז סופּערקאַנדאַקטינג און האט נול עלעקטריקאַל קעגנשטעל.
- עס איז אויך באקאנט ווי אַ קוואַנטום אייז קוב.
אָריגין פון די באָסע-איינשטיין קאַנדאַנסייט
ווען א גאז איז איינגעשלאסן אין א קאנטעאר, ווערן די פּאַרטיקאַלז וואס באשטייט פון דעם גאז נארמאל געהאלטן אין א גענוג דיסטענס איינער פון דעם אנדערן אז עס איז זייער ווייניג אינטעראקציע, אויסער די טיילמאליגע צוזאמענשטויסן איינס מיט דעם אנדערן און מיט די ווענט פונעם קאנטער. דערפֿאַר איז דערייווד דער באַוווסט ידעאַל גאַז מאָדעל.
אָבער, די פּאַרטיקאַלז זענען אין שטענדיק טערמאַל אַדזשאַטיישאַן, און די טעמפּעראַטור איז די באַשטימענדיק פּאַראַמעטער פֿאַר די גיכקייַט: די העכער די טעמפּעראַטור, די פאַסטער זיי מאַך. כאָטש די גיכקייַט פון יעדער פּאַרטאַקאַל קענען בייַטן, די דורכשניטלעך גיכקייַט פון די סיסטעם בלייבט קעסיידערדיק ביי אַ געגעבן טעמפּעראַטור.
דער ווייַטער וויכטיק פאַקט איז אַז די מאַטעריע באשטייט פון צוויי טייפּס פון פּאַרטיקאַלז: פערמיאַנז און באָסאַנז, אונטערשיידן דורך זייער ספּין (ינטרינסיק ווינקלדיק מאָמענטום), וואָס זענען גאָר קוואַנטום אין נאַטור. פֿאַר בייַשפּיל, עלעקטראָנס זענען פערמיאַנז מיט האַלב-גאַנץ ספּינז, בשעת באָסאָנס האָבן גאַנץ ספּינז, וואָס מאכט זייער סטאַטיסטיש נאַטור אַנדערש.
פערמיאַנז ווי צו זיין אַנדערש און דעריבער פאָלגן די Pauli יקסקלוזשאַן פּרינציפּ, לויט וועלכע צוויי פערמיאן אין אן אטאם קענען נישט האבן דעם זעלבן קוואנטום צושטאנד. דאָס איז די סיבה וואָס די עלעקטראָנס זענען אין פאַרשידענע אַטאָמישע אָרביטאַלז און דעריבער טאָן ניט פאַרנעמען די זעלבע קוואַנטום שטאַט.
באָסאָנס, אויף די אנדערע האַנט, טאָן ניט פאָלגן דעם אָפּשטויסן פּרינציפּ און דעריבער האָבן קיין אַבדזשעקשאַן צו פאַרנעמען די זעלבע קוואַנטום שטאַט. דער שווער טייל פון דער עקספּערימענט איז צו האַלטן די סיסטעם קיל גענוג אַזוי אַז די דע Broglie ווייוולענגט סטייז הויך.
די קאָלאָראַדאָ סייאַנטיס דערגרייכט דעם דורך ניצן אַ לאַזער קאָאָלינג סיסטעם וואָס ינוואַלווז היטטינג אַטאָמישע סאַמפּאַלז קאָפּ-אויף מיט זעקס לאַזער בימז, קאָזינג זיי פּלוצלינג פּאַמעלעך אַראָפּ און אַזוי שטארק רעדוצירן זייער טערמאַל דיסטערבאַנסיז.
די סלאָוער, קילער אַטאָמס זענען טראַפּט אין די מאַגנעטיק פעלד, אַלאַוינג די פאַסטער אַטאָמס צו אַנטלויפן צו ווייַטער קילן די סיסטעם. אטאמען, וואס זענען אזוי באגרעניצט געווארן, האבן א קורצע צייט געראטן צו פארמירן א קליינע פלעקל פונעם באזע-איינשטיין קאנדענסאט, וואס האט געדויערט גענוג לאנג צו ווערן פארשריבן אין א בילד.
אַפּלאַקיישאַנז
איינער פון די מערסט פּראַמאַסינג אַפּלאַקיישאַנז פון די Bose-Einstein קאַנדאַנסייט איז אין די שאַפונג פון פּינטלעכקייַט דעוויסעס פֿאַר די מעזשערמאַנט פון צייט און דיטעקשאַן פון גראַוויטיישאַנאַל כוואליעס. ווייַל די אַטאָמס אין אַ קאַנדאַנסייט מאַך ווי אַ איין ענטיטי, זיי זענען פיל מער פּינטלעך ווי קאַנווענשאַנאַל אַטאָמישע זייגערס און קענען זיין געוויינט צו מעסטן צייט מיט אַנפּרעסידענטיד פּינטלעכקייַט.
אן אנדער אַספּעקט ווו דעם פינפט שטאַט פון ענין קענען זיין געווענדט איז אין קוואַנטום קאַמפּיוטינג, וואָס קען לאָזן די שאַפונג פון קאָמפּיוטערס פיל מער שטאַרק און עפעקטיוו ווי די איצטיקע. אַטאָמס אין אַ קאַנדאַנסייט קענען זיין געוויינט ווי קווביטס, די יקערדיק בנין בלאַקס פון אַ קוואַנטום קאָמפּיוטער, און זייער קוואַנטום פּראָפּערטיעס קען געבן פיל פאַסטער און מער פּינטלעך חשבונות ווי מעגלעך מיט קאַנווענשאַנאַל קאָמפּיוטערס. דאָס איז וואָס עס איז אַ פּלאַץ פון רעדן וועגן קוואַנטום קאָמפּיוטערס די טעג.
אין דערצו, די Bose-Einstein קאַנדאַנסייט איז אויך געניצט אין מאַטעריאַל פיזיק פאָרשונג און אין דער שאַפונג פון נייַע מאַטעריאַלס מיט ויסערגעוויינלעך פּראָפּערטיעס. פֿאַר בייַשפּיל, עס איז געניצט צו שאַפֿן סופּערקאָנדוקטינג מאַטעריאַלס וואָס קען רעוואַלושאַנייז די עלעקטראָניק אינדוסטריע און לאָזן די שאַפונג פון פיל מער עפעקטיוו און שטאַרק דעוויסעס.
איך האָפֿן אַז מיט דעם אינפֿאָרמאַציע איר קענען לערנען מער וועגן די Bose-Einstein קאַנדאַנסייט, זייַן קעראַקטעריסטיקס און אַפּלאַקיישאַנז.
זייט דער ערשטער צו באַמערקן