Агрегатное состояние холодного вещества, называемое конденсатом Бозе- Эйнштейна (или бозе-эйнштейновским конденсатом - БЭК), проявляет уди­вительные свойства: его атомы теряют индивидуальность и объединяются в нечто целое. Чтобы понять природу БЭК, представим себе колонию муравьев, состоящую из ста особей. Понижаем температуру до 170 миллиардных Кель­вина - это холоднее, чем в глубоком космосе. Каждый муравей трансформи­руется в облачко, которое затягивает всю колонию. И каждое такое муравьи­ное облачко перекрывается со всеми другими, так что колония превращается в одно плотное облако. Отдельных насекомых больше нет. Но если повысить температуру, муравьиные облачка разделятся, и мы снова увидим сотню му­равьев, спешащих по своим муравьиным делам как ни в чем не бывало, будто ничего предосудительного с ними не случилось.

Конденсат Бозе-Эйнштейна - состояние очень холодного газа бозонов, ча­стиц, которые имеют право занимать одинаковые квантовые состояния. При низких температурах их волновые функции могут перекрываться, и даже на макроскопических масштабах проявляются интересные квантовые эффекты. Теоретически предсказанный физиками Шатьендранатом Бозе и Альбертом Эйнштейном в 1925 г., БЭК был получен в лаборатории - физиками Эриком Корнеллом и Карлом Виманом - только в 1995 г. Они использовали охлаж­денный почти до абсолютного нуля газ из атомов рубидия-87 (являющихся бозонами). Соотношение неопределенности Гейзенберга говорит, что при уменьшении скорости атомов их положение становится неопределенным, а по­тому они конденсируются в один гигантский «суператом», ведущий себя как единое целое - своего рода квантовый ледяной куб. В отличие от настояще­го льда БЭК очень хрупок и легко разрушается, превращаясь в обычный газ. Несмотря на это, бозе-эйнштейновский конденсат все больше и больше иссле­дуется в различных областях физики, включая квантовую теорию, сверхпро­водимость, замедление световых импульсов и даже моделирование черных дыр.

Чтобы замедлить атомы и поймать их в ловушку, ученые получают ультра­низкие температуры, используя лазеры и магнитные поля. Лазерный пучок может оказывать давление на атомы, замедляя их и тем самым охлаждая.

 

В выпуске журнала Science от 14 июля 1995 г. ученые из Объединенного института лабораторной астрофизики (JILA) сообщили о создании бозе-эйнштеиновского конден­сата. На графиках показаны успешные превращения в конденсат (синие пики). JILA относится к Национальному институту стандартов и технологии и к Университету шт. Колорадо в г. Баулдер (США).

 


 

Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru