A fizikusok új fejlődés a tanulmány kvantum világ, a tudomány és a technológia

Bose-Einstein kondenzátum (BEC) alapján a fotonok - ez egy nagyon „haladó” változata a BEC, és sokáig úgy gondolták, hogy nem lehet beszerezni elvileg. De mielőtt beszélünk róla, meg kell magyarázni, és hogy általában az ilyen Bose-Einstein kondenzátum. Az itt született ez a fogalom is tekinthető India - ez az, ahol a legtöbb időt az emberek éltek és dolgoztak, emlékeztet az esetleg létezik egy korábban ismeretlen halmazállapot. Ez az ember volt Shatendranat Bose, és ő volt az egyik alapító atyja a kvantummechanika.

Tartozó bozonok részecske határozza meg a hátsó - megfelelő pillanatban a részecske lendülete (spin fogalmát néha definiáljuk, mint a részecske saját tengelye körül elforgatható, de az ilyen ábrázolás leegyszerűsíti a helyzetet). Spin-bozon mindig tele van - által kifejezett értéke. A többi faj az elemi részecskék - fermionok - félig szerves spin.

Bozonok és fermionok különböznek egymástól nem csak az érték spin - ezek a részecskék különböző számos alapvető tulajdonságait. Különösen a bozonok nem engedelmeskedik az úgynevezett elve, vagy tiltás, Pauli, ami feltételezi, hogy két elemi részecskék nem lehet ugyanabban a kvantum állapot. Kvantumállapotok különböznek egymástól az energia és az alacsony hőmérsékleten fermionok (amely szigorúan tartsák be a Pauli) felváltva töltse egymást követő állapotok. Az első részt az állam a legalacsonyabb energia (a legtöbb „nenapryazhnye” részecske), és a legújabb - a legmagasabb energiát. Ez sehol sem tulajdona fermionok sort sor a kvantumállapotok jelentősen alacsony hőmérsékleten, amikor a rendszer viselkedése nem vak miatt a hőmérséklet-ingadozások.

Bozonok alacsony hőmérsékleten másképp viselkednek - ezek nem korlátozódnak a Pauli és ezért arra törekszik, amennyire csak lehetséges, hogy a legkényelmesebb helyen, azaz a kvantum szinten a legalacsonyabb energia. Ennek eredményeként a lehűlés bozonok, a következő történik: elkezdenek nagyon lassan mozog - sebességgel több milliméteres másodpercenkénti, nagyon szorosan, „nyomott” egymással, „leugrik” ugyanabban a kvantum állapot, és végül kezdenek viselkedni összehangolt módon - mivel fog viselkedni egy hatalmas kvantum részecske.

Így a BEC elmélet, általában, kialakult az első harmadában a XX században, de hogy az anyag ebben az állapotban, a tudósok képesek voltak csak 70 év. a késés oka egyszerű - bozonok kezdett viselkedni, mint egy kvantum rendszer, akkor kell hűteni eltérő hőmérsékleten az abszolút nulla fok (mínusz 273,15 Celsius fok) néhány milliomod mértékben. Hosszú ideig, fizikusok egyszerűen nem tudják, hogyan kell elérni, mint alacsony hőmérsékleten. A második probléma az volt, hogy sok anyagot, amikor közeledik az abszolút nulla kezd viselkedni, mint egy folyékony közeg és BEC szükséges, hogy továbbra is „gáz” (a „gáz” van idézőjelbe, mert alacsony hőmérsékleten a részecskék anyagok elvesztik mobilitás - az egyik alapvető jellemzője a gáz).

Lézeres lehűtjük atomok, mint: egy atom elnyeli fotonok felé halad rá, majd sugárzást bocsát ki. Tehát van egy fokozatos lassulását az atom, és a hőmérséklet a gyűjteménye atomok, illetve csökkentjük. Azonban, egy lézeres hűtés elegendő ahhoz, hogy a hőmérsékletet, amelyen egy átmenet a BEC állapotba. „Eltávolítás” extra frakciói fokú lehet, ha a keverékből kivont a leggyorsabb atomok (ugyanaz az elv lehűtjük csésze tea maradt az asztalon).

Elve szerint a kvantum hullám-részecske kettősség, mikrokozmoszát objektumok viselkednek mind a részecskék és a hullámok. Az anyag átment egy állam BEC, annak atomok kell megközelíteni, hogy a távolság összehasonlítható a hullámhossz. Aztán a hullámok kezdenek egymásra, és a viselkedése az egyes részecskék válik hangolni.

Különösen, a szakértők úgy gondolta, hogy a fénysugarak szívódik fel a falak, a vizsgálati kamra és a „menekülési” a kísérletezők. Annak érdekében, hogy a fogási és tartsa hűvös ahhoz, hogy megszerezze, és megvizsgálja a BEC fotonok száma, a tudósok a University of Bonn használt két hajlított tükrök, a köztük lévő távolság körülbelül 1,5 mikrométer - hasonló hullámhosszon fotonok, amelyek kvantum állapotban minimális energia .

Eljárás lézeres hűtés alkalmazhatatlan fotonok - ők is gyengén hatnak egymásra, azonban a kutatók hűtjük őket egy speciális festékkel, hogy elnyelik és kibocsátják fénymennyiség. A fotonok szembe a molekulái és azok hőmérsékletét fokozatosan leveled festék hőmérséklete. Ellentétben atomok, a BEC-alapú foton nem kell hűtjük, nulla fok Kelvin - átmenet bekövetkezik szobahőmérsékleten. Sami fotonok kutatók „pumpált” a nyílásba segítségével a lézer. Átmenet a BEC akkor jelentkezik, amikor a fotonok száma közel 60 ezer.

Olvasók kérheti, hogy miért a tudósok vannak elfoglalva, ez érthetetlen BEC. Ez pusztán alapvető érdeke fizikusok, hogy „érzi”, és azonnal látni a megnyilvánulása a kvantummechanika törvényeinek világos, hanem az, hogy az „ötödik állam” néhány hasznos gyakorlati alkalmazása? Mivel a helyzet az egyéb fizikai megállapítások egy ilyen kérdés még korai - alig tudósok, akik tanulmányozták a tulajdonságait radioaktív bomlás vagy elektronok, tudja megjósolni, hogy milyen nagyszabású lesz a következménye a munkájukat.

Először is, előbb vagy utóbb, a mérnökök, hogy új eszközök, amelyekben a vizsgálat tárgyai közvetlenül használnak, és amelyet nem lehetett találták előtt fizikusok tulajdonságait írjuk le ezeket az objektumokat. Másrészt a tanulmány az új jelenségekkel bővül emberek elképzeléseit a fizika, és lehetővé teszi, hogy nyissa meg a jövőben, és elmagyarázni más, korábban ismeretlen jelenség, hogy az alapját fogja képezni az új eszközök és technológiák, és így tovább.

Jelenleg az egyik legkézenfekvőbb gyakorlati alkalmazások szempontjából BEC létre annak alapján nagy pontosságú érzékelők - például mágneses érzékelők vagy gravitációs mezők. Részletesebb előrejelzéseket lehet tenni a további vizsgálat BEC tulajdonságokkal, ami mozog nagyon-nagyon gyors.