Kondensat Bosego-Einsteina w temperaturze pokojowej
Kondensat Bosego-Einsteina jest efektem kwantowym określanym mianem piątego stanu skupienia materii. W 1995 roku udało się go uzyskać dwóm niezależnie pracującym zespołom fizyków, za co ich członkowie otrzymali w 2001 roku nagrodę Nobla. Teraz udało się uzyskać ten stan w temperaturze pokojowej.
Kondensat Bosego-Einsteina jest efektem kwantowym określanym mianem piątego stanu skupienia materii. W 1995 roku udało się go uzyskać dwóm niezależnie pracującym zespołom fizyków, za co ich członkowie otrzymali w 2001 roku nagrodę Nobla. Teraz udało się uzyskać ten stan w temperaturze pokojowej.
Bozony - cząstki posiadające spin całkowity - zgodnie z regułą Pauliego mogą znajdować się w jednakowym stanie kwantowym (fermiony - czyli cząstki o połówkowym spinie - nie mogą) - a w ekstremalnie niskich temperaturach mogą one stworzyć układ kwantowy, w którym wszystkie cząstki zachowują się tak jakby były jedną cząstką - mają one identyczny pęd (w tym stanie zachodzi też zjawisko nadciekłości - całkowicie zanika lepkość), a stan ten nazywa się kondensatem Bosego-Einsteina od nazwisk indyjskiego fizyka Satyendry Natha Bosego oraz dobrze nam znanego Alberta Einsteina, którzy przewidzieli jego istnienie już w 1924 roku.
W 1995 roku udało się stan ten zaobserwować niezależnie dwóm zespołom fizyków: z Joint Institute for Laboratory Astrophysics w Boulder, w stanie Kolorado - w rubidzie; oraz z MIT - w sodzie. Eric Cornell, Carl Wieman oraz Wolfgang Ketterle otrzymali za te badania nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki, a od tego czasu udało się innym badaczom otrzymać kondensat Bosego-Einsteina pierwiastków takich jak lit, potas, cez, chrom, stront i iterb - wszystko to jednak miało miejsce w temperaturach zbliżonych do zera bezwzględnego.
Teraz zespół badaczy z University of Michigan uzyskał ten stan w temperaturze pokojowej dzięki kwazicząstkom zwanym polarytonami, które powstają w wyniku oddziaływania fali elektromagnetycznej z elementarnymi wzbudzeniami ośrodka, w którym fala ta się rozchodzi. Udało się tego dokonać w nanoprzewodzie, który generował stojące mikrofale wchodzące w interakcje z samą strukturą materiału tworząc polarytony. Te zbierały się na jednym z końców przewodu (co wymuszała jego budowa), gdzie ulegały one kondensacji.
Odkrycie udało się potwierdzić rejestrując charakterystyczne dla składającego się z polarytonów kondensatu Bosego-Einsteina światło.
Co nam nowe odkrycie może zatem dać? Bezpośrednio, w chwili obecnej - nic. Jednak może ono dać innym naukowcom możliwość łatwiejszego niż kiedykolwiek badania kondensatu Bosego-Einsteina - bez konieczności używania drogich optycznych i magnetycznych pułapek i ekstremalnie niskich temperatur, a kto wie jakie potencjalne zastosowania ten stan może w sobie skrywać?
Źródła: ,
