Bose Einstein Kondensatının Özellikleri

İlk olarak Albert Einstein tarafından tahmin edilen Bose-Einstein kondensatları, 1995 yılına kadar laboratuvarlarda doğrulanmayan garip bir atom düzenini temsil eder. Bu kondensatlar, doğada bulunabilecek herhangi bir yerden daha soğuk sıcaklıklarda oluşturulan uyumlu gazlardır. Bu yoğunlaşmalar içinde atomlar bireysel kimliklerini kaybederler ve bazen "süper atom" olarak adlandırılan şeyi oluşturmak üzere birleşirler.

1924'te Satyendra Nath Bose şu fikri inceliyordu: ışık seyahat etti şimdi fotonlar olarak bilinen küçük paketler halinde. Davranışları için belirli kurallar tanımladı ve bunları Albert Einstein'a gönderdi. 1925'te Einstein, aynı kuralların atomlar için de geçerli olacağını çünkü atomların da tamsayı dönüşü olan bozonlar olduğunu öngördü. Einstein teorisini geliştirdi ve neredeyse tüm sıcaklıklarda çok az fark olacağını keşfetti. Bununla birlikte, aşırı soğuk sıcaklıklarda çok garip bir şeyin meydana gelmesi gerektiğini buldu - Bose-Einstein yoğuşması.

Sıcaklık basitçe atomik hareketin bir ölçüsüdür. Sıcak maddeler hızlı hareket eden atomlardan, soğuk maddeler ise yavaş hareket eden atomlardan oluşur. Tek tek atomların hızı değişirken, atomların ortalama hızı belirli bir sıcaklıkta sabit kalır. Bose-Einstein kondensatlarını tartışırken Mutlak veya Kelvin sıcaklık ölçeğini kullanmak gerekir. Mutlak sıfır, tüm hareketin durduğu sıcaklık olan -459 Fahrenheit derecesine eşittir. Bununla birlikte, Bose-Einstein yoğuşmaları yalnızca Mutlak sıfırın üzerindeki bir derecenin 100 milyonda birinin altındaki sıcaklıklarda oluşur.

Bose-Einstein istatistiklerinin öngördüğü gibi, çok düşük sıcaklıklarda, belirli bir numunedeki atomların çoğu aynı kuantum seviyesinde bulunur. Sıcaklıklar Mutlak sıfıra yaklaştıkça, giderek daha fazla atom en düşük enerji seviyelerine iner. Bu gerçekleştiğinde, bu atomlar bireysel kimliklerini kaybederler. Birbirlerinin üzerine bindirilirler ve Bose-Einstein yoğuşması olarak bilinen ayırt edilemez bir atomik blob halinde birleşirler. Doğada var olan en düşük sıcaklık, derin uzayda, 3 derece Kelvin civarında bulunur. Ancak 1995 yılında Eric Cornell ve Carl Wieman 2.000 Rubidyum-87 atomu örneğini soğutmayı başardılar. Mutlak sıfırın üzerinde bir derecenin 1 milyarda birinden az, ilki için bir Bose-Einstein yoğuşması oluşturur zaman.

Atomlar soğudukça, daha çok dalga gibi, daha az parçacık gibi davranırlar. Yeterince soğutulduğunda dalgaları genişler ve üst üste binmeye başlar. Bu, kaynatıldığında bir kapak üzerinde buhar yoğunlaşmasına benzer. Su, bir damla su veya yoğuşma oluşturmak için bir araya toplanır. Aynı şey atomlar için de geçerlidir, ancak bir araya gelen onların dalgalarıdır. Bose-Einstein yoğuşmaları lazer ışığına benzer. Ancak fotonların tek tip davranması yerine, mükemmel birliktelik içinde var olan atomlardır. Bir damla suyun yoğunlaşması gibi, düşük enerjili atomlar yoğun, ayırt edilemez bir yığın oluşturmak için bir araya gelirler. 2011 itibariyle, bilim adamları Bose-Einstein kondensatlarının bilinmeyen özelliklerini araştırmaya yeni başlıyorlar. Tıpkı lazerde olduğu gibi, bilim adamları şüphesiz onlar için bilime ve insanlığa fayda sağlayacak birçok kullanım keşfedeceklerdir.