آکاایران: چگالش بوز

به گزارش بیگ بنگ، فوتون ها دارای s=1 بوزون هستند، بوزون ها از اصل طرد پائولی پیروی نمی کنند و می توانند به هر تعداد یک حالت کوانتومی معین را اشغال کنند. در دماهای نزدیک به صفر مطلق اتم ها و مولکول ها هویت مجزای خود را از دست می دهند و به یک تک « ابر اتم» تبدیل می شوند. این « ابر اتم» را چگالش بوز-اینشتین می گویند، در واقع حالت چگالیده بوز- اینشتین مانند جامد، مایع، گاز و پلاسما حالت دیگری از ماده است.

در مکانیک کوانتومی، ذرات بنیادی در شرایطی می توانند مانند امواج رفتار کنند، این امواج -که در واقع امواج احتمال اند- مکانی را توصیف می کنند که یک ذره در یک لحظه معین به حداکثر احتمال می تواند در آنجا باشد. بنابر اصل عدم قطعیت، دانستن موقعیت دقیق یک ذره ناممکن است. در سال ۱۹۲۴ هنگامی که اینشتین هنوز در آلمان بود بر اساس نظریه بوز دانشمند هندی اظهار داشت که وقتی اتم ها به دمای صفر مطلق نزدیک می شوند، امواج انبساط می یابند و سرانجام همپوشانی می کنند، ذرات بنیادی تشکیل دهنده ی آنها همگی به صورت یک تک حالت کوانتومی در هم ادغام می شوند که به این حالت بی نظیر چگالیده بوز-اینشتین می گویند.

چگالش بوز-اینشتین

توزیع اندازه گیری سرعت ذره ها برای چگالش بوز-اینشتین، دو نمودار سمت راستی برای دماهای بسیار پایین است که در آنها، بوزون ها در پایین ترین حالت کوانتومی متمرکز می شوند.

بوزون ها چون از اصل پائولی پیروی نمی کنند، تمایل دارند در یک حالت کوانتومی با پایین ترین انرژی انباشته شوند. دست یابی به این چگالش بوز-اینشتین که اغلب جام مقدس فیزیک اتمی نامیده می شود، سرانجام در سال ۱۹۹۵ صورت گرفت. درسال ۱۹۹۵ گروهی در بولدر ایالت کلرادو به تولید انبوهی از حدود ۲۰۰۰ اتم روبیدیوم-۸۷-که بوزون هستند در یک تک حالت کوانتومی با انرژی تقریبا صفر توفیق یافتند.

برای آنکه این امر تحقق پیدا کند باید روبیدیوم به صورت بخاری با دمای نسبتا پایین و چگالی نسبتا زیاد می بود تا طول موج های دوبروی مربوط به اتم های فردی از فاصله جدایی متوسط میان اتم ها بیشترشود. همین که این شرط برقرار شود، تابع های موج اتم های فردی هم پوشانی می کنند و مجموعه ی آنها به صورت یک تک سیستم کوانتومی بنام چگالیده بوز-اینشتین در می آید. در سال ۲۰۰۱، ولفگانگ کترله، جایزه نوبل فیزیک را به خاطر نشان دادن تجربی این پدیده از آن خود کرد.

نویسنده: میلاد اسکندر دوست/ آکا ایران


فیزیک جلدچهارم/نوشته هالیدی
قوانین،نظریه های علمی چیز های دیگر/نوشته ی سوندر اوارما

اطلاعات بیشتر: Bose-Einstein condensate

VN:F [1.9.22_1171]
please wait...
امتیاز: ۴٫۶ از ۵ (۱۰ نفر)
چگالش بوز-اینشتین, ۴٫۶ out of 5 based on 10 ratings

مطالب مرتبط

  • تک سیستم کوانتومی
    اصل طرد پائولی
  • بوزون
    اصل عدم قطعیت هایزنبرگ
  • اصل عدم قطعیت
    کشف​ ۲ ذرۀ بنیادی جدید در سرن!
  • اصل طرد پائولی
    تاکیون ها: ذراتی در ورای فضا-زمان

اصل پائولی

توجه : هرگونه استفاده از این مطلب بدون ذکر نام "آکا ایران" و لینک به این مقاله غیر قانونی و از لحاظ اخلاقی غیر انسانی می باشد، لطفا به حقوق مولف احترام بگذارید.

منبع :