Boseho–Einsteinův kondenzát
Boseho-Einsteinův kondenzát (BEC) je to, co se stane se zředěným plynem, když je velmi studený, blízko absolutní nuly (0 K, což je -273 °C nebo -459,67 °F). Vzniká, když částice, které ho tvoří, mají velmi nízkou energii. Boseho-Einsteinův kondenzát mohou tvořit pouze bosony. Plyn má extrémně nízkou hustotu, asi jednu setinu hustoty normálního vzduchu.
Boseho-Einsteinův kondenzát je změna stavu. Když je hmota ve stavu BEC, má nulovou viskozitu. Se stavem BEC hmoty úzce souvisí supratekutost a supravodivost.
Teorie
Částice mají energii. Mohou mít velkou energii a divoce se odrážet jako v plynech, mohou mít menší energii a proudit jako kapalina nebo mohou mít ještě menší energii jako pevná látka. Pokud částicím odeberete dostatek energie, dostanete se na nejmenší nebo nejmenší možné množství energie. Jedná se o Boseho-Einsteinův kondenzát. Díky tomu jsou všechny částice naprosto stejné a místo toho, aby se náhodně odrážely všemi různými směry, odrážejí se všechny nahoru a dolů naprosto stejným způsobem a vytvářejí něco, čemu se říká "obří vlna hmoty".
Historie
Boseho-Einsteinův kondenzát poprvé navrhli Satyendra Nath Bose a Albert Einstein v letech 1924-25. O sedmdesát let později byla jeho existence prokázána. Eric Cornell a Carl Wieman vytvořili první Boseho-Einsteinův kondenzát v roce 1995 na Coloradské univerzitě. Cornell, Wieman a Wolfgang Ketterle z MIT pak v roce 2001 obdrželi Nobelovu cenu za fyziku.
Experimenty
Obvykle je k dosažení dostatečného chladu pro vytvoření Boseho-Einsteinova kondenzátu nutné nejprve boson uvěznit pomocí magnetů a poté mu odrazem laseru odebrat veškerou energii (laserové chlazení). Tím se však věci ještě nestanou dostatečně chladnými. Některé částice budou stále hodně poskakovat a jen některé budou pěkně ležet. Magnetické pole se pak pomalu kousek po kousku snižuje, aby se rychleji poskakující částice dostaly ven. Tak nám uvnitř zůstanou jen ty nejchladnější a nejpomalejší atomy.
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to Boseho-Einsteinův kondenzát?
Odpověď: Boseho-Einsteinův kondenzát je stav hmoty, který nastane, když se zředěný plyn stane extrémně studeným, blízkým absolutní nule, a částice, které ho tvoří, mají velmi nízkou energii. Boseho-Einsteinův kondenzát mohou vytvořit pouze bosony.
Otázka: Při jaké teplotě vzniká Boseho-Einsteinův kondenzát?
Odpověď: Boseho-Einsteinův kondenzát vzniká, když je zředěný plyn velmi studený, blízko absolutní nuly, což je -273,15 °C nebo -459,67 °F.
Otázka: Jaké typy částic mohou tvořit Boseho-Einsteinův kondenzát?
Odpověď: Boseho-Einsteinův kondenzát mohou vytvořit pouze bosony.
Otázka: Jaká je hustota Boseho-Einsteinova kondenzátu?
Odpověď: Hustota Boseho-Einsteinova kondenzátu je asi jedna setina hustoty normálního vzduchu.
Otázka: Je Boseho-Einsteinův kondenzát změnou stavu?
Odpověď: Ano, Boseho-Einsteinův kondenzát je změna stavu.
Otázka: Jaká je viskozita hmoty ve stavu BEC?
Odpověď: Když je hmota ve stavu BEC, má nulovou viskozitu.
Otázka: Jaká je souvislost mezi supratekutostí, supravodivostí a stavem hmoty BEC?
Odpověď: Supertekutost a supravodivost úzce souvisejí se stavem hmoty BEC.
