A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Boseho–Einsteinov kondenzát je kvantovo mechanické skupenstvo bozónov vyskytujúce sa pri teplotách veľmi blízkych absolútnej nule. Prvý kondenzát vytvorili Eric Allin Cornell a Carl Wieman v roku 1995 na univerzite v Colorade s použitím atómov rubídia za čo v roku 2001 spolu s Wolfgangom Ketterlem získali Nobelovu cenu za fyziku.
Objav
Boseho-Einsteinov kondenzát bol teoreticky predpovedaný Satyendrom Nathom Bosem a Albertom Einsteinom v roku 1924-25. Po niekoľkých neúspešných pokusoch o publikáciu práce zaoberajúcej sa štatistikou svetelných kvánt (v súčasnosti známa ako Boseho-Einsteinova štatistika) oslovil Bose priamo Einsteina, ktorý prácu preložil z angličtiny do nemčiny. Následne prácu v mene Boseho poslal do časopisu Zeitschrift für Physik, kde aj bola uverejnená (originálny rukopis Einsteinovej práce sa považoval za stratený, bol znovuobjavený v roku 2005 v knižnici na univerzite v Leidene). Einstein neskôr rozšíril pôvodné Boseho nápady na hmotné častice a publikoval ďalšie dve práce. Bose a Einstein tak spoločne zaviedli do súčasnej fyziky pojem Boseho-Einsteinovej štatistiky popisujúcej štatistické rozdelenie identických častíc s celočíselným spinom (častice nazývané na počesť Boseho ako bozóny). Bozónické častice, zahŕňajúce napríklad fotón, atómy, či hélium-4, môžu zdieľať jeden spoločný kvantový stav. Ich zchladením na veľmi nízke teploty dosiahneme, že väčšina častíc obsadí jeden jediný stav s najnižšou energiou, čím sformujú práve Boseho-Einsteinov kondenzát. Tento mechanizmus bol v roku 1938 navrhnutý Fritzom Londonom ako možné vysvetlenie supratekutosti v héliu-4 a supravodivosti. V tomto prípade ale v skutočnosti dochádza v dôsledku interakcii medzi atómami ku kondenzácii iba približne 8% atómov do základného stavu. Priame pozorovanie Boseho-Einsteinovho kondenzátu je tak v tomto systéme veľmi problematické.
Experimentálne bol Boseho-Einsteinov kondenzát realizovaný až 5. 6. 1995 Ericom Cornellom a Carlom Wiemanom z Univerzity v Colorade v Boulderi NIST - JILA laboratóriu za použitia plynu rubídiových atómov chladených na teplotu 170 nanokelvinov (nK)[1], za čo v roku 2001 spolu s Wolfgangom Ketterlem z MIT získali Nobelovú cenu za fyziku. V novembri 2010 bol vyprodukovaný prvý fotonický Boseho-Einsteinov kondenzát.
Príprava
Obvyklá metóda prípravy Boseho-Einsteinovho kondenzátu pozostáva z dvoch fáz:
- Najprv sa atómy zachytené magneticko-optickou pascou predchladia pomocou laseru. Chladenie pomocou laseru ale naráža na teplotný limit (typicky asi 100 μK), ktorý zabraňuje ďalšiemu ochladeniu.
- Stredná priemerná rýchlosť takto schladených atómov je len niekoľko centimetrov za sekundu, čo je dostatočne málo na zachytenie atómov do magnetickej alebo optickej pasce. Následne chladenie pomocou odparovania, to znamená kontinuálne odstraňovanie vysokoenergetických atómov z pasce, zníži teplotu týchto atómov ešte viac. Týmto procesom sa odstráni zvyčajne viac ako 99,9% vysokoenergetických atómov, čím sa zároveň dosiahne teplota rádovo 100 nK.
Týmto spôsobom bola do roku 2004 dosiahnutá Boseho-Einsteinová kondenzácia mnohých izotopov (7Li, 23Na, 41K, 52Cr, 85Rb, 87Rb, 133Cs a 174Yb). V prípade vodíku bola kondenzácia nakoniec dosiahnutá mierne odlišnými spôsobmi.
Vyššie uvedené plyny nie su fermionické, ako by mohlo zdať iba na základe ich elektrónovej štruktúry. Bozonická povaha týchto plynov, čo je zásadný predpoklad tvorby Boseho-Einsteinovho kondenzátu, je založená na jemnej súhre elektrónového a jadrového spinu pri ultranízkych teplotách: Pri dostatočne nízkych energiách je excitačná energia dostatočne nízka a poločíselný celkový spin elektrónového obalu a takisto poločíselný celkový jadrový spin sa pomocou slabej hyperjemnej interakcie navzájom zviažu na celkový celočíselný spin, ktorý zodpovedá bozónom. Naopak, pri izbovej teplote bežnej v chémii, je celkový spin atómu navonok daný iba elektrónovým obalom, pretože tepelné fluktuácie sú väčšie ako energia hyperjemnej interakcie.
Referencie
- ↑ SWENSON. Bose-Einstein Condensate: A New Form of Matter . NIST, 2001-10-09, . Dostupné online. (po anglicky)
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Častica alfa
Častica J/psí
Časticový horizont
Časticovo-vlnový dualizmus
Československá komisia pre atómovú energiu
3. kozmická rýchlosť
Abampér
Abbeho číslo
Abcoulomb
Acta Physica Slovaca
Adiabatický invariant
Aerodynamický tresk
Aeronómia
Agrofyzika
Akustika
Alternátor
Amorfná látka
Amplitúda
Anóda
Anión
Anizotropia
Anomália vody
Antigravitácia
Antirezonancia
Avogadrova konštanta
Balistika
Baryón
Baryón delta
Becquerel (jednotka)
Bezrozmerná veličina
Bimetalový teplomer
Bohrov magnetón
Boseho-Einsteinov kondenzát
Bozón W a Z
Chaotická rotácia
Chemiluminiscencia
Curie (jednotka)
Dĺžka dráhy
Daltonov zákon
Destilácia (chémia)
Difúzia (fyzika)
Difúzne svetlo
Diracov fermión
Dislokácia (kryštalografia)
Dozimeter
Drell-Yanov proces
Druhá termodynamická veta
Efektívny výkon
Elektrónová konfigurácia
Elektrónový obal
Elektrické pole
Elektrické pole Zeme
Elektrický jav
Elektrický oblúk
Elektrický obvod
Elektrický odpor
Elektrický ohrev
Elektrický potenciál
Elektrina
Elektroluminiscencia
Elektromagnetická indukcia
Elektromagnetická interakcia hmotných objektov
Elektromagnetizmus
Elektroslabá interakcia
Emisia častice
Energia vákua
Extrémne ultrafialové žiarenie
Faradayova konštanta
Farba (kvantová fyzika)
Feynmanov diagram
Flexná krivosť čiary
Fonón
Fosforescencia
Froudeho číslo
Fyzik
Fyzikálna sústava
Fyzikálny dej
Fyzikálny jav
Fyzikálny stav
Fyzikálny zákon
Galileiho transformácie
Gluón
Gravitačná hmotnosť
Gray (jednotka)
Gromovov-Wittenov invariant
Hadrón
Hamiltonova funkcia (fyzika)
Hamiltonov operátor (Hamiltonovej funkcie)
Henry (jednotka)
Hmlová komora
Hmotný bod
Hmotnostný spektrograf
Hořavova-Wittenova doménová stena
Hundovo pravidlo maximálnej multiplicity
Hutnosť
Huygensov princíp
Hydrodynamika
Hydrostatická rovnováha
Hydrostatika
Hyperón
Hypotetická častica
Ideálna kvapalina
Index toku
Inerciálna sústava súradníc
Inerciálna vzťažná sústava
Inflačný vesmír
Intenzita gravitačného poľa
Intermediálna častica
Ionizačná komora
Izbová teplota
Izobara (termodynamika)
Izochora
Izolovaná sústava
Izoterma (termodynamika)
Izotropia
Jadrová fyzika
Jadrová reakcia
Jednosmerný prúd
Jednotkový vektor
Jednotná teória poľa
Kaón
Kalória
Kandela
Kapacita kondezátora
Kaustika (optika)
Kilopond
Klasická fyzika
Kmitňa
Koeficient tepelnej vodivosti
Koherencia
Koherentné vlnenie
Kubický meter za sekundu
Kvázičastica
Kvant
Kvantová chromodynamika
Kvantová elektrodynamika
Kvantová gravitácia
Kvantový počítač
Kvarkovo-gluónová plazma
Kyvadlo
Látka (fyzika)
Lambert
Lenzov zákon
Lumen naturale
Luminiscencia
Míľa
Magnetický monopól
Magnetostatika
Maxwellovo-Boltzmanovo rozdelenie
Mechanická vlastnosť
Mechanické napätie
Mechanické vlnenie
Mechanika kontinua tuhej fázy
Mechanika tekutín
Medzinárodná štandardná atmosféra
Megahertz
Mnohosvetová interpretácia
Moderátor (reaktor)
Modrý posun
Modul pružnosti
Molekulová dynamika
Molekulová mechanika
Molekulový orbitál
Motor
Nefelometria
Neinerciálna vzťažná sústava
Neutrón
Newton meter
NIST-F1
Normálne podmienky
Objemový prietok
Odraz vlnenia
Ohmov zákon
Opakovateľnosť merania
Optické žiarenie
Optické zobrazenie
Optické zobrazovanie
Optický hranol
Otvorená sústava (fyzika)
Pauliho vylučovací princíp
Peltierov článok
Peltierov jav
Perióda (fyzika)
Pevnosť v ťahu
Pión
Piezoelektrický jav
Pilotná vlna
Planckova konštanta
Plošná rýchlosť
Plošné zrýchlenie
Plynový teplomer
Poissonov zákon (adiabatický dej)
Pokojová hmotnosť
Polarimetria
Polarizácia
Polohrúbka materiálu
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk