Condensato di Bose-Einstein
Il condensato di Bose-Einstein (BEC) è ciò che succede a un gas diluito quando viene reso molto freddo, vicino allo zero assoluto (0 K che equivale a -273 °C o -459,67 °F). Si forma quando le particelle che lo compongono hanno un'energia molto bassa. Solo i bosoni possono formare un condensato di Bose-Einstein. Il gas ha una densità estremamente bassa, circa un centomillesimo della densità dell'aria normale.
Un condensato di Bose-Einstein è un cambiamento di stato. Quando la materia è nello stato BEC ha viscosità zero. La superfluidità e la superconduttività sono entrambe strettamente legate allo stato BEC della materia.
Teoria
Le particelle hanno energia. Possono avere molta energia e rimbalzare selvaggiamente come nei gas; avere meno energia e scorrere come un liquido; o avere ancora meno energia come un solido. Se si toglie abbastanza energia alla particella, si arriva alla più piccola quantità di energia possibile. Questo è un condensato di Bose-Einstein. Questo rende tutte le particelle esattamente uguali e invece di rimbalzare a caso in tutte le diverse direzioni, rimbalzano tutte su e giù esattamente allo stesso modo, formando qualcosa chiamato "onda gigante di materia".
Storia
Il condensato di Bose-Einstein fu proposto per la prima volta da Satyendra Nath Bose e Albert Einstein nel 1924-25. Settant'anni dopo, la sua esistenza fu dimostrata. Eric Cornell e Carl Wieman hanno realizzato il primo condensato di Bose-Einstein nel 1995 all'Università del Colorado. Cornell, Wieman e Wolfgang Ketterle del MIT hanno ricevuto il premio Nobel per la fisica nel 2001.
Esperimenti
Di solito per ottenere qualcosa di abbastanza freddo per fare un condensato di Bose-Einstein bisogna prima intrappolare il bosone usando dei magneti e poi, facendo rimbalzare dei laser su di essi, togliere tutta la loro energia (raffreddamento laser). Questo ancora non rende le cose abbastanza fredde. Alcune delle particelle rimbalzeranno ancora molto, e solo alcune si adageranno bene. Il campo magnetico viene quindi lentamente abbassato un po' alla volta per far uscire le particelle che rimbalzano più velocemente. Questo ci lascia solo gli atomi più freddi e lenti all'interno.
Domande e risposte
D: Che cos'è un condensato di Bose-Einstein?
R: Un condensato di Bose-Einstein è uno stato della materia che si verifica quando un gas diluito viene reso estremamente freddo, vicino allo zero assoluto, e le particelle che lo compongono hanno un'energia molto bassa. Solo i bosoni possono creare un condensato di Bose-Einstein.
D: A quale temperatura si forma un condensato di Bose-Einstein?
R: Un condensato di Bose-Einstein si forma quando un gas diluito viene reso molto freddo, vicino allo zero assoluto, che equivale a -273,15 °C o -459,67 °F.
D: Quali tipi di particelle possono creare un condensato di Bose-Einstein?
R: Solo i bosoni possono creare un condensato di Bose-Einstein.
D: Qual è la densità di un condensato di Bose-Einstein?
R: La densità di un condensato di Bose-Einstein è circa un centomillesimo della densità dell'aria normale.
D: Un condensato di Bose-Einstein è un cambiamento di stato?
R: Sì, un condensato di Bose-Einstein è un cambiamento di stato.
D: Qual è la viscosità della materia nello stato BEC?
R: Quando la materia si trova nello stato BEC, ha una viscosità pari a zero.
D: Qual è il legame tra la superfluidità, la superconduttività e lo stato BEC della materia?
R: La superfluidità e la superconduttività sono entrambe strettamente collegate allo stato BEC della materia.
