Wat Bose-Einstein gecondenseerde staat:
De Bose-Einstein gecondenseerde toestand (BEC door Bose-Einstein condensaat) wordt overwogen de vijfde staat van aggregatie van materie en werd voor het eerst gezien in 1995.
Momenteel worden 5 toestanden van aggregatie van materie erkend, waarvan er 3, de vaste, vloeibare en gasvormige toestand, de basistoestanden; natuurlijk waarneembaar zijn op het aardoppervlak.
In die zin is de vierde toestand van materie de plasmatische toestand, die we van nature buiten onze planeet kunnen waarnemen, bijvoorbeeld in de zon. De vijfde toestand van materie zou het Bose-Einstein-condensaat zijn, alleen waarneembaar op subatomair niveau.
Het wordt "condensaat" genoemd vanwege het proces van: condensatie bij temperaturen dichtbij het absolute nulpunt (-273,15ºC) van gas gemaakt van subatomaire deeltjes die een soort spin kwantum. EEN spin kwantum of spin, in het Spaans, wordt de rotatie van de elementaire deeltjes zelf genoemd.
In het algemeen wordt, als dit gas wordt gecondenseerd, een subatomaire supervloeistof verkregen, genaamd Bose-Einstein-condensaat, de vijfde aggregatietoestand van materie die voor het eerst werd waargenomen in 1995.
De definitie van gas doet in deze context een beroep op de natuurlijke en verspreide scheiding die kenmerkend is voor gassen, daarom is het condenseren van deze deeltjes onzichtbaar voor het menselijk oog een van de technologische ontwikkelingen op het gebied van de kwantumfysica.
Kenmerken van Bose-Einstein condensaat
De gecondenseerde toestand van Bose-Einstein heeft 2 unieke kenmerken die superfluïditeit en supergeleiding worden genoemd. De supervloeibaarheid betekent dat de materie geen wrijving meer heeft en de supergeleiding geeft nul elektrische weerstand aan.
Door deze eigenschappen heeft de Bose-Einstein gecondenseerde toestand eigenschappen die kunnen bijdragen aan de overdracht van energie door bijvoorbeeld licht als de technologie het mogelijk maakt om extreme temperaturen te bereiken.
De vijfde staat van materie
De gecondenseerde toestand van Bose-Einstein, ook wel de kwantum ijsblokjeHet was alleen bekend uit de theoretische studies van de natuurkundigen Albert Einstein (1879-1955) en Satyendra Nath Bose (1894-1974) die het bestaan van een dergelijke toestand in 1924 voorspelden.
De vijfde staat bestond in theorie slechts tot 1995, vanwege de moeilijkheden om de 2 noodzakelijke voorwaarden ervoor te bereiken:
- Productie van lage temperaturen dichtbij het absolute nulpunt en
- Aanmaak van gas uit subatomaire deeltjes met een bepaalde spin.
Gezien de historische achtergrond was de gecondenseerde toestand van Bose-Einstein pas in 1995 mogelijk dankzij twee grote doorbraken:
Ten eerste is het te danken aan de natuurkundigen Claude Cohen-Tannoudji, Steven Chu en William D. Phillips de ontdekking van een laserlicht in staat om atomen te vangen (hun bewegingssnelheid te verminderen) en ze tegelijkertijd af te koelen tot temperaturen dicht bij het absolute nulpunt (-273,15ºC). Dankzij dit voorschot ontvangen de bovengenoemde natuurkundigen de Nobelprijs voor natuurkunde in 1997.
Ten tweede, natuurkundigen Eric A. Cornell en Carl Wieman van de Universiteit van Colorado, toen ze erin slaagden 2000 individuele atomen te groeperen in een "superatoom", dat zou uitgroeien tot wat het Bose-Einstein-condensaat zou worden.
Op deze manier is het voor het eerst in 1995 mogelijk om de nieuwe toestand van de materie te zien, gedoopt als het Bose-Einstein-condensaat als eerbetoon aan zijn eerste theoretici.
De 4 toestanden van materie die we momenteel kennen, omvatten onze natuurlijke omgeving. De 5e toestand van materie definieert aggregaties op subatomaire niveaus, net als de ontdekkingen van andere toestanden vanaf de 20e eeuw.
