बोस आइंस्टीन कंडेनसेट के गुण

पहली बार अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा भविष्यवाणी की गई, बोस-आइंस्टीन संघनन परमाणुओं की एक अजीब व्यवस्था का प्रतिनिधित्व करते हैं जिसे 1995 तक प्रयोगशालाओं में सत्यापित नहीं किया गया था। ये कंडेनसेट सुसंगत गैसें हैं, जो प्रकृति में कहीं भी पाए जाने वाले तापमान से अधिक ठंडी होती हैं। इन घनीभूतों के भीतर, परमाणु अपनी व्यक्तिगत पहचान खो देते हैं और विलीन हो जाते हैं जिसे कभी-कभी "सुपर परमाणु" कहा जाता है।

1924 में, सत्येंद्र नाथ बोस इस विचार का अध्ययन कर रहे थे कि प्रकाश यात्रा छोटे पैकेट में, जिसे अब फोटॉन के रूप में जाना जाता है। उन्होंने उनके व्यवहार के लिए कुछ नियमों को परिभाषित किया और उन्हें अल्बर्ट आइंस्टीन के पास भेज दिया। 1925 में, आइंस्टीन ने भविष्यवाणी की थी कि ये वही नियम परमाणुओं पर लागू होंगे क्योंकि वे भी बोसॉन थे, एक पूर्णांक स्पिन वाले। आइंस्टीन ने अपने सिद्धांत पर काम किया और पाया कि लगभग सभी तापमानों पर थोड़ा अंतर होगा। हालांकि, उन्होंने पाया कि बेहद ठंडे तापमान पर कुछ बहुत ही अजीब होना चाहिए - बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट।

तापमान केवल परमाणु गति का एक उपाय है। गर्म वस्तुओं में परमाणु होते हैं जो तेजी से आगे बढ़ रहे हैं, जबकि ठंडी वस्तुओं में परमाणु होते हैं जो धीरे-धीरे आगे बढ़ रहे हैं। जबकि अलग-अलग परमाणुओं की गति भिन्न होती है, परमाणुओं की औसत गति एक निश्चित तापमान पर स्थिर रहती है। बोस-आइंस्टीन संघनन पर चर्चा करते समय, निरपेक्ष, या केल्विन, तापमान पैमाने का उपयोग करना आवश्यक है। निरपेक्ष शून्य -459 डिग्री फ़ारेनहाइट के बराबर है, वह तापमान जिस पर सभी गति समाप्त हो जाती है। हालांकि, बोस-आइंस्टीन घनीभूत केवल निरपेक्ष शून्य से 100 मिलियन डिग्री से कम तापमान पर ही बनता है।

जैसा कि बोस-आइंस्टीन के आंकड़ों द्वारा भविष्यवाणी की गई थी, बहुत कम तापमान पर, किसी दिए गए नमूने में अधिकांश परमाणु समान क्वांटम स्तर पर मौजूद होते हैं। जैसे-जैसे तापमान पूर्ण शून्य के करीब पहुंचता है, अधिक से अधिक परमाणु अपने निम्नतम ऊर्जा स्तर पर उतरते हैं। जब ऐसा होता है, तो ये परमाणु अपनी व्यक्तिगत पहचान खो देते हैं। वे एक दूसरे पर आरोपित हो जाते हैं, एक अविभाज्य परमाणु बूँद में जमा हो जाते हैं, जिसे बोस-आइंस्टीन घनीभूत के रूप में जाना जाता है। प्रकृति में मौजूद सबसे ठंडा तापमान गहरे अंतरिक्ष में लगभग 3 डिग्री केल्विन पर पाया जाता है। हालांकि, 1995 में, एरिक कॉर्नेल और कार्ल वाइमन 2,000 रुबिडियम-87 परमाणुओं के एक नमूने को ठंडा करने में सक्षम थे। निरपेक्ष शून्य से ऊपर की डिग्री के 1 अरबवें हिस्से से कम, पहले के लिए बोस-आइंस्टीन घनीभूत उत्पन्न करना समय।

जैसे ही परमाणु शांत होते हैं, वे तरंगों की तरह अधिक और कणों की तरह कम व्यवहार करते हैं। पर्याप्त ठंडा होने पर, उनकी तरंगें फैलती हैं और ओवरलैप होने लगती हैं। यह उबालने पर ढक्कन पर भाप के संघनन के समान है। पानी पानी की एक बूंद या घनीभूत होने के लिए आपस में टकराता है। परमाणुओं के साथ भी ऐसा ही होता है, केवल यह उनकी तरंगें हैं जो एक साथ विलीन हो जाती हैं। बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट लेजर लाइट के समान हैं। हालांकि, एक समान तरीके से व्यवहार करने वाले फोटॉन के बजाय, यह परमाणु हैं जो पूर्ण संघ में मौजूद हैं। पानी की एक बूंद संघनन की तरह, कम-ऊर्जा परमाणु एक साथ मिलकर घने, अप्रभेद्य गांठ का निर्माण करते हैं। 2011 तक, वैज्ञानिक बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट के अज्ञात गुणों का अध्ययन करना शुरू कर रहे हैं। लेजर की तरह, वैज्ञानिक निस्संदेह उनके लिए कई उपयोग खोजेंगे जो विज्ञान और मानवता को लाभान्वित करेंगे।