Bose–Einstein-kondensat
Bose-Einstein-kondensat (BEC) är vad som händer med en utspädd gas när den blir mycket kall, nära den absoluta nollpunkten (0 K, vilket motsvarar -273 °C eller -459,67 °F). Den bildas när de partiklar som utgör den har mycket låg energi. Endast bosoner kan bilda ett Bose-Einstein-kondensat. Gasen har extremt låg densitet, ungefär en hundra tusendel av densiteten hos vanlig luft.
Ett Bose-Einstein-kondensat är en tillståndsförändring. När materien befinner sig i BEC-tillståndet har den noll viskositet. Superfluiditet och supraledning är båda nära kopplade till materiens BEC-tillstånd.
Teori
Partiklar har energi. De kan ha mycket energi och studsa vilt som i gaser, ha mindre energi och flyta som en vätska eller ha ännu mindre energi som ett fast ämne. Om man tar bort tillräckligt mycket av partikelns energi får man den minsta möjliga energimängden. Detta är ett Bose-Einstein-kondensat. Detta gör att alla partiklar blir exakt likadana och i stället för att studsa runt slumpmässigt i alla olika riktningar studsar de alla upp och ner på exakt samma sätt och bildar något som kallas en "jättelik materievåg".
Historia
Bose-Einstein-kondensatet föreslogs först av Satyendra Nath Bose och Albert Einstein 1924-25. Sjuttio år senare bevisades dess existens. Eric Cornell och Carl Wieman tillverkade det första Bose-Einstein-kondensatet 1995 vid University of Colorado. Cornell, Wieman och Wolfgang Ketterle vid MIT fick sedan 2001 års Nobelpris i fysik.
Experiment
För att få något tillräckligt kallt för att skapa ett Bose-Einstein-kondensat måste man vanligtvis först fånga bosonen med hjälp av magneter och sedan ta bort all energi genom att låta lasrar studsa mot dem (laserkylning). På så sätt blir det fortfarande inte tillräckligt kallt. En del av partiklarna kommer fortfarande att studsa runt mycket, och bara en del kommer att ligga fint. Magnetfältet sänks sedan långsamt bit för bit för att släppa ut de snabbare studsande partiklarna. Detta lämnar oss bara med de kallaste och långsammaste atomerna inuti.
Frågor och svar
Fråga: Vad är ett Bose-Einstein-kondensat?
S: Ett Bose-Einstein-kondensat är ett materiatillstånd som uppstår när en utspädd gas görs extremt kall, nära den absoluta nollpunkten, och de partiklar som utgör den har mycket låg energi. Endast bosoner kan skapa ett Bose-Einstein-kondensat.
Fråga: Vid vilken temperatur bildas ett Bose-Einstein-kondensat?
S: Ett Bose-Einstein-kondensat bildas när en utspädd gas blir mycket kall, nära den absoluta nollpunkten, vilket motsvarar -273,15 °C eller -459,67 °F.
F: Vilka typer av partiklar kan bilda ett Bose-Einstein-kondensat?
S: Endast bosoner kan bilda ett Bose-Einstein-kondensat.
Fråga: Vad är densiteten hos ett Bose-Einstein-kondensat?
S: Densiteten hos ett Bose-Einstein-kondensat är ungefär en hundra tusendel av densiteten hos vanlig luft.
Fråga: Är ett Bose-Einstein-kondensat en tillståndsförändring?
Svar: Ja, ett Bose-Einstein-kondensat är en tillståndsförändring.
F: Vilken viskositet har materia i BEC-tillståndet?
S: När materia befinner sig i BEC-tillståndet har den noll viskositet.
F: Vad finns det för samband mellan superfluiditet, supraledning och materiens BEC-tillstånd?
S: Superfluiditet och supraledning är båda nära kopplade till materiens BEC-tillstånd.
