Особине Босе Еинстеин кондензата

Прво што је предвидео Алберт Ајнштајн, Бозе-Ајнштајнови кондензати представљају чудан распоред атома који у лабораторијама није верификован до 1995. Ови кондензати су кохерентни гасови, створени на температурама хладнијим него што се могу наћи било где у природи. Унутар ових кондензата атоми губе свој индивидуални идентитет и стапају се формирајући оно што се понекад назива „супер атомом“.

1924. године Сатиендра Натх Босе проучавао је идеју да светлост путовала у маленим пакетићима, сада познатим као фотони. Дефинисао је одређена правила за њихово понашање и послао их Алберту Ајнштајну. 1925. године Ајнштајн је предвидео да ће се иста правила примењивати на атоме јер су они такође били бозони и имали су целобројни спин. Ајнштајн је разрадио своју теорију и открио да ће на скоро свим температурама бити мало разлике. Међутим, открио је да на екстремно хладним температурама треба да се догоди нешто врло чудно - Босе-Ајнштајнов кондензат.

Температура је једноставно мера атомског кретања. Вруће ствари састоје се од атома који се брзо крећу, док се хладни састојци састоје од атома који се споро крећу. Док брзина појединих атома варира, просечна брзина атома остаје константна на датој температури. Када се расправља о Босе-Ајнштајновим кондензатима, неопходно је користити апсолутну, или Келвину, температурну скалу. Апсолутна нула је једнака -459 степени Фахренхеита, температуре на којој престаје свако кретање. Међутим, Бозе-Ајнштајнов кондензат настаје само на температурама мањим од 100 милионитих степени изнад апсолутне нуле.

Као што предвиђа Босе-Ајнштајнова статистика, на врло ниским температурама већина атома у датом узорку постоји на истом квантном нивоу. Како се температуре приближавају Апсолутној нули, све више атома се спушта на најнижи ниво енергије. Када се то догоди, ови атоми губе свој индивидуални идентитет. Постају један преко другог, спајајући се у један неразлучиви атомски блоб, познат као Босе-Ајнштајнов кондензат. Најхладнија температура која постоји у природи налази се у дубоком свемиру, око 3 степена Келвина. Међутим, 1995. године Ериц Цорнелл и Царл Виеман успели су да охладе узорак од 2.000 атома Рубидијум-87 на мање од 1 милијарде степени изнад апсолутне нуле, стварајући Босе-Еинстеин кондензат за први време.

Како се атоми хладе, понашају се више попут таласа, а мање попут честица. Када се довољно охладе, њихови таласи се шире и почињу да се преклапају. Ово је слично кондензацији паре на поклопцу када се прокува. Вода се скупи и формира кап воде или кондензат. Исто се дешава са атомима, само што се њихови таласи спајају заједно. Бозе-Ајнштајнови кондензати су слични ласерској светлости. Међутим, уместо да се фотони понашају једнолико, атоми су ти који постоје у савршеном сједињењу. Попут капљице воде која се кондензује, атоми ниске енергије стапају се заједно и формирају густу, неразлучиву груду. Од 2011. године научници тек почињу да проучавају непозната својства Босе-Еинстеин кондензата. Баш као и код ласера, и научници ће за њих несумњиво открити многе намене које ће користити науци и човечанству.