BOSE-EINSTEIN CONDENSATE (BEC),
Aineen viides olomuoto on kvanttiaallon kaltainen tila. The fifth state of matter
quantum (wave-like) phase of matter
NASA Cold Atom Lab (CAL)
Kokeellinen toteuttaminen aineen eksoottisesta viidennestä tilasta, jolloin aine ilmentää kvanttikäyttäytymistä (aallon kaltaista tilaa) , on mahdollista kvanttifysiikan koelaboratoriossa ultrakylmien atomien avulla (NASA Cold Atom Lab (CAL). Näitä kokeita tehdään rubidium- Rb- ja kaliumatomien avulla myös avaruudessa ISS avaruusasemalla ainutlaatuisessa mikrogravitaatio-olosuhteessa.
Vuonna 1995 on ensi kerran raportoitu Bose-Einstein kondensaatista. Nobel-palkinto jaettiin kahden ttutkimusinstituutin tutkijoiden kesken vuonna 2001; Eric Cornell ja Carl Wieman Joint Institute for Laboratory Astrophysiscs sekä Wolfgang Ketterle, Massachusets Institute of Technology. He kehittivät Bose-Einstein kondensaatin Rb ja K atomeja viilentämällä muutaman sadan nanoKelvin asteen rajoissa, mikä se on yhden asteen pieni fragmentti lähellä absoluuttista nolla-Kelviniä. Siinä kylmyysalueessa tutkijat havaitsivat tapahtuvan faasimuutoksen termaalisesta aineesta kvanttimateriaan ja tapahtuma antoi kuvaajana kaasunkeskukseen paikallistuvan korkean tiheyden piikin.
Sitaatti NASA:n tietellisistä tutkimuslöydöistä:
Ultracold atomic gases provide a unique tool for exploring the quantum nature of matter and for probing the foundations of modern physics. Researchers with NASA’s Cold Atom Lab (CAL) have now simultaneously produced gases of two atomic species (rubidium and potassium) in a uniquely quantum (wave-like) phase of matter called a Bose-Einstein condensate (BEC) for the first time in space. CAL scientists are using the unique microgravity environment onboard the International Space Station to study interactions, molecule formation, and the emergence of structure and complexity in these coexisting dual-species gases at unprecedented low temperatures, for long times in free fall, and specifically in the absence of the perturbing force of gravity.
The experimental realization of an exotic fifth state of matter exhibiting macroscopic quantum behaviors ignited the modern-day use of ultracold atoms as the workhorse of experimental quantum physics.
This so-called Bose-Einstein condensate (BEC) was first reported in 1995 by the team of Eric Cornell and Carl Wieman at the Joint Institute for Laboratory Astrophysics (JILA), who jointly shared the Nobel prize with Wolfgang Ketterle from the Massachusetts Institute of Technology in 2001 for this discovery. The JILA team created a BEC by cooling a gas of rubidium atoms to within a few hundred nanoKelvins, which is a small fraction of a degree above absolute zero, and observing the phase transition from thermal to quantum matter as a high-density peak building up in the center of the gas.
https://fi.wikipedia.org/wiki/Bosen%E2%80%93Einsteinin_kondensaatti
Wikipedia selittää tätä Bose-Einstein kondensaattia seuraavasti suomalaisessa osiossaan:
“Bosen–Einsteinin kondensaatti on kvantti-ilmiö, jossa suuri määrä hiukkasia menettää yksilöllisen luonteensa ja kondensaatti alkaa noudattaa kvanttimekaniikan lakeja kuin kyseessä olisi yksi hiukkanen.[1] Kondensaatti on tyypillisesti matalassa lämpötilassa esiintyvä aineen tila, jossa makroskooppisesti merkittävä määrä alkeishiukkasista voi miehittää alinta mahdollista energiatilaa. Kondensaatio - kondensoituminen - on tuttu ilmiö ilmankosteuden tiivistyessä kylmään pintaan[1]. Bosen–Einsteinin kondensaatti muodostuu kuitenkin aineen pienimmistä osista, jopa valosta eli fotoneista. Myös kvanttimaailmassa hiukkasten täytyy päästä eroon ylimääräisestä energiastaan; 'kondensoitua viileämpään pintaan ja luovuttaa energiaansa'. Kondensoitumisprosessi - tiivistyminen - kestää tyypillisesti millisekunneista yhteen sekunnin biljoonasosaan.[1] Bosen–Einsteinin kondensaatti voi muodostua vain hiukkasilla, jotka noudattavat Bosen–Einsteinin statistiikkaa. Bosen–Einsteinin kondensaatti on havaittu jo monille eri hiukkasille, kuten atomeille ja valolle (fotoneille). Ilmiön rajoja ei vielä (v. 2018) tunneta.[2]
Ilmiö on saanut nimensä S. N. Boselta ja Albert Einsteinilta. Bose ennusti tilan fotoneille teoreettisesti ja Einstein ja Bose laajensivat teoriaa koskemaan myös massallisia hiukkasia vuosina 1924–1925 .[3]
Historiallisesti ensimmäinen kokeellinen havainto kondensaatiosta oli nestemäisen heliumin faasitransitio supranesteeksi 2,73 kelvinin lämpötilassa (−270,42 Celsiusastetta), jonka havaitsi Heike Kamerlingh Onnes vuonna 1913. Ilmiön selittivät teoreettisesti 1930-luvulla neuvostoliittolainen Lev Landau ja yhdysvaltalainen Richard Feynman. Kondensaatio on saatu aikaan myös kaasussa, missä se on atomien välisten vuorovaikutusten takia huomattavasti vaikeampaa kuin nesteessä. Vuonna 1995 Eric Cornell ja Carl E. Wieman jäähdyttivät rubidium-atomeja laserilla ja havaittiin, että niiden nopeusjakaumassa suurin osa atomeista oli perustilassa.[4] Cornell ja Wieman palkittiin tästä Nobelilla.[5]
Etsin mainituista henkilöistä tietoa Wikipediasta , myös listan kaikista fysiikan Nobel-palkinnosita:
https://fi.wikipedia.org/wiki/Eric_Cornell (Nobel 2001)
https://fi.wikipedia.org/wiki/Carl_Wieman (Nobel 2001)
https://fi.wikipedia.org/wiki/Richard_Feynman (Nobel 1965)
https://fi.wikipedia.org/wiki/Lev_Landau (Nobel 1962) Nesteiden suprajohtavuus
https://fi.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein (Nobel 1921)
https://fi.wikipedia.org/wiki/Satyendra_Bose
https://fi.wikipedia.org/wiki/Heike_Kamerlingh_Onnes Suprajohtavuuden löytäjä (Nobel palkinto 1913)
https://www.nobelprize.org/prizes/lists/all-nobel-prizes-in-physics/
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar