Bose-Einstein-kondensat
Bose-Einstein-kondensat (BEC) er det, der sker med en fortyndet gas, når den gøres meget kold, nær det absolutte nulpunkt (0 K, hvilket svarer til -273 °C eller -459,67 °F). Det dannes, når de partikler, som den består af, har meget lav energi. Kun bosoner kan danne et Bose-Einstein-kondensat. Gassen har en ekstremt lav massefylde, ca. en hundredtusindedel af den massefylde, som normal luft har.
Et Bose-Einstein-kondensat er en tilstandsændring. Når stoffet er i BEC-tilstand, har det ingen viskositet. Superfluiditet og superledning er begge tæt forbundet med BEC-tilstanden.
Teori
Partikler har energi. De kan have meget energi og hoppe vildt som i gasser, have mindre energi og flyde som i en væske eller have endnu mindre energi som i et fast stof. Hvis man fjerner nok af partiklernes energi, når man frem til den mindste eller mindste mulige energimængde. Dette er et Bose-Einstein-kondensat. Det gør alle partiklerne nøjagtig ens, og i stedet for at hoppe tilfældigt rundt i alle mulige retninger hopper de alle op og ned på nøjagtig samme måde og danner noget, der kaldes en "kæmpe stofbølge".
Historie
Bose-Einstein-kondensatet blev først foreslået af Satyendra Nath Bose og Albert Einstein i 1924-25. Halvfjerds år senere blev dens eksistens bevist. Eric Cornell og Carl Wieman fremstillede det første Bose-Einstein-kondensat i 1995 på University of Colorado. Cornell, Wieman og Wolfgang Ketterle fra MIT fik derefter Nobelprisen i fysik i 2001.
Eksperimenter
Normalt skal man for at få noget koldt nok til at lave et Bose-Einstein-kondensat først fange bosonen ved hjælp af magneter og derefter fjerne al energien fra bosonen ved at lade lasere prelle af på dem (laserkøling). Dette får stadig ikke tingene helt kolde nok. Nogle af partiklerne vil stadig hoppe meget rundt, og kun nogle af partiklerne vil ligge pænt ned. Magnetfeltet sænkes derefter langsomt lidt efter lidt for at lukke de hurtigere hoppende partikler ud. Dette efterlader os bare med de koldeste og langsomste atomer indeni.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er et Bose-Einstein-kondensat?
A: Et Bose-Einstein-kondensat er en stoftilstand, der opstår, når en fortyndet gas gøres ekstremt kold, nær det absolutte nulpunkt, og de partikler, som den består af, har meget lav energi. Kun bosoner kan danne et Bose-Einstein-kondensat.
Sp: Ved hvilken temperatur dannes et Bose-Einstein-kondensat?
Svar: Et Bose-Einstein-kondensat dannes, når en fortyndet gas gøres meget kold, nær det absolutte nulpunkt, som er lig med -273,15 °C eller -459,67 °F.
Sp: Hvilke typer partikler kan danne et Bose-Einstein-kondensat?
Svar: Kun bosoner kan danne et Bose-Einstein-kondensat.
Sp: Hvad er tætheden af et Bose-Einstein-kondensat?
Svar: Densiteten af et Bose-Einstein-kondensat er ca. en hundredtusindedel af den normale lufts densitet.
Spørgsmål: Er et Bose-Einstein-kondensat en tilstandsændring?
Svar: Ja, et Bose-Einstein-kondensat er en tilstandsændring.
Spørgsmål: Hvad er viskositeten af stof i BEC-tilstanden?
Svar: Når stoffet befinder sig i BEC-tilstand, har det ingen viskositet.
Spørgsmål: Hvad er forbindelsen mellem superfluiditet, superledning og materiens BEC-tilstand?
Svar: Superfluiditet og superledning er begge tæt forbundet med BEC-materietilstanden.
