Forud for Deres Tid
for At oprette en BEC, fysikere er nødt til at køle en diffus gas af atomer—rubidium, i den første vellykkede eksperiment—til inden for nogle få milliontedele af en Kelvin over det absolutte nulpunkt. Det er ikke nogen nem opgave, og forskere typisk stole på to teknikker. Den første teknik er laserkøling, som involverer streaming lasere fra seks retninger ind i gassen. Et atom, der bevæger sig mod en laser, absorberer en foton og bremser. Så det frigiver en foton i tilfældig retning., Over mange gentagelser af absorption og emission reducerer processen atomernes hastighed og dermed temperaturen.
den anden metode indebærer skumning af de varmeste atomer; det kaldes fordampningskøling. I løbet af dette trin holder en magnetisk fælde atomerne, og atomer med højere energi får lov til at undslippe, hvilket sænker den samlede energi og dermed temperaturen i prøven.,
“Der er ikke nok tid til at udforske alle de interessante ting, systemet kan afsløre,” siger Sandro Stringari, en teoretisk fysiker på University of Trento i Italien, som undersøgelser superfluids i BECs og andre materialer. Superfluider er en fase af stof med nul viskositet og nul entropi, hvilket betyder, at de gør overraskende ting, såsom at klatre på siderne af fartøjer, hvor de holdes. Superfluid adfærd har længe været forbundet med BECs, og Stringari ‘ s forskning driller ud, hvor den ene starter og den anden begynder. “Jeg tror ikke, at alt er blevet undersøgt endnu,” siger Proukakis., “Der er mange grænser.”
BECs blev født fra et brev. I 1924 skrev den indiske fysiker Satyendra Nath Bose til Albert Einstein og delte sin indsigt om en eksisterende fysisk lov, der beskriver, hvordan lys og stof interagerer. “Selvom jeg er fuldstændig fremmed for dig, føler jeg ikke nogen tøven med at fremsætte en sådan anmodning,” skrev Bose. “Vi er alle dine elever, skønt de kun drager fordel af din lære gennem dine skrifter “(7).
i sit brev udfordrede Bose afledningen af loven, som brugte traditionelle statistiske metoder til at beskrive adfærd af forskellige partikler., Men lys bæres af fotoner, som kan beskrives som partikler eller bølger. Bose beskrev en ny tilgang til analyse af partikler som fotoner. Inspireret hjalp Einstein med at få Bose ‘ s arbejde offentliggjort. Deres samarbejde førte til et nyt værktøj—Bose–Einstein statistik—og forudsigelse af nye materialer, Bose–Einstein kondensater.
at gøre tingene, som det viste sig, ville tage årtier. Det er mest på grund af vanskeligheden ved at opnå sådanne lave temperaturer. I 1937 opdagede fysikere superfluiditet i en isotop af helium afkølet til 2.,2 Kelvin, og mange fysikere hævdede, at i det mindste en del af en superfluid bestod af BECs (8). Men andre forblev skeptiske, og debatten fortsatte. På et 1993-møde om status for BEC-forskning argumenterede nogle fysikere endda for, at kvantekondensater effektivt var umulige at fremstille; at selv om teorien understøttede deres eksistens, ville staten have brug for uendelig tid til at danne sig.,
Den første entydig påvisning af en BEC opstået 2 år efter, at møde, i 1995, fra fysikere Carl e. wieman og Eric Cornell på JILA (tidligere kendt som Joint Institute for Laboratorium Astrofysik), en research institute ved University of Colorado, Boulder (9). Den første BEC bestod af en gas af rubidiumatomer. “Det åbnede et nyt felt inden for kvantefysik,” siger Stringari. Inden for få måneder førte fysiker .olfgang Ketterle ved Massachusetts Institute of Technology opnåelsen af BEC i natrium., I 2001 delte Nobelieman, Cornell og Ketterle Nobelprisen i fysik for deres banebrydende arbejde.
flere kondensater fulgte. I 1998 producerede forskere en BEC i hydrogen. Siden da har fysikere skabt BECs ud af atomer af andre metaller, herunder lithium, kalium, cæsium, calcium, strontium, chrom og ytterbium. De har også bekræftet, at “der ikke er tid nok til at udforske alle de interessante ting, systemet kan afsløre.”- Sandro Stringarisuperfluid helium-4 har en BEC komponent, som var lang hypotese.,
fysikere fortsætter med at undersøge BECs, siger Proukakis, fordi eksperimenterne efter årtier med finjustering af deres metoder giver fremragende kontrol over materialet, og at fremstille BECs kræver udstyr, der kan købes uden at bryde et forskningslaboratoriums budget. De potentielle belønninger er høje: kreative eksperimenter isolerer den mest interessante fysik, der viser ny underlighed i kvanteskalaen. “Du kan manipulere dem meget godt, eksperimentelt og isolere den mest interessante fysik,” siger Proukakis.