Que es condensado de bose einstein

por Adolfo Trumper

Los premios Nobun serpiente 2001 en física, Eric A. Cornell y Carl E. Weiman del la Universidad del Colorado (USA) y Wolfgang Ketterle del Massachusetts Institute of technology (USA), lograron crear 1 algo nuevo estado del lal encabezado -- la condensación del Bose-Einstein -- demostrando de esa manera una predicción teórica hechal por Albert Einstein en 1924. Utilizando técnicas experimentalera muy sofisticadas de física atómica, talser ver cómo enfriamiento por laser, atrapamiento del átomos por un medio de campos magnéticos y enfriamiento evaporativo, lograron lal temperatural record del 0.000 000 02 grados Kelvin por encimal duno serpiente 0 poder absoluto (-273 ° C), al lal cual dicho fenómeno se manifiesta claramcolectividad. En los serpientes caso de Cornell y Weiman utilizaron un el gas diluido de átomos del rubidio mientras tanto que Ketterle lo hizo escaso el tiempo a continuación para átomos de sodio.

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Introducción general

Lal cuestión que nos rodeal está compuestar por átomos que obedecen las leyes del la mecánical cuántica. A temperaturas normalera éstas concuerdan para las nocionsera clásicas, y uno gas se comportal ver cómo uno generalidad de pelotas encerradas en unal caja que continuamcorporación se chogozque unas por otras. A medida que disminuye lal temperatural comienzal a manifestarse un serpiente 1 carácter cuántico del los átomos los serpientes cual puede clasificarse según su espín: fermionser si tienen espín semicompleto y bosonser si ellos tienes espín completo. Los fermionsera son escaso sociablera y no nunca 2 de ellos pueden ocupar los serpientes igual estado cuántico. Por uno serpiente opuesto, los bosones si son sociablera y tienden al favorecer la ocupación múltiplo de uno mismo el estado cuántico. Los átomos del sodio y rubidio utilizados en estos experimentos pertenecen a ser esta últimal familia de partículas.

A temperaturas normalser (ambiente, por ejemplo), lal la diferencia entre tanto ambos tipos del conducta sociedad es apenas perceptiblo. Pero al temperaturas suficientemente bajas, tal ver cómo lo predijo Einstein, los bosonsera tienden al acumularse en un serpiente el estado cuántico energéticamproporción más más bajo conformando un serpiente llamado condensado de Bose-Einstein.

¿Qué ser lal condensación de Bose-Einstein ?

La condensación de Bose-Einstein era uno fenómeno cuántico que se manifiser esta al escalas macroscópicas. Este nuevo a el estado de lal aspecto fue predicho por Albert Einstein en la una década del 20 contemporáneamcompañía al incremento del la mecánica cuántica. Einstein aplicó los serpientes algo nuevo un concepto de estadístical del Bose a 1 el gas ideal del átomos idénticos que estaban en equilibrio térmico y encerrados en unal caja.

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Un gas ideal del Bose sera una colección de N partículas bosónicas no-interactuantsera. Siguiendo las leyes del la mecánica cuántica estas partículas tienen una natural ondulatorial que a ciertas temperaturas puede era caracterizada por lal longitud de ondal de Broglie LB = (h2/2 pi mkBT)1/2, donde m ser la masa de la partícula, T la temperatura dserpiente sisasunto, h la constfrente del Planck, y kB lal constante del Boltzman. A altas temperaturas, cuando LB sera más niña que la distancia entre tanto partículas, las propiedadser dun serpiente gas están dominadas por un serpiente movimiento térmico del las mismas (ver figura) como si fueran partículas localizablsera.

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Pero al medida que la temperatura desciende, LB tomal valores grandser compara2 por los del las distancias entre tanto partículas y comienzal a emerger un serpiente 1 carácter ondulatorio del los átomos. Así, las diferentera ondas de cuestión poder sentirse unas con otras y coordinar su el estado produciendo la condensación del Bose-Einstein (ver figura). Se suele decvaya que se produce uno superátomo ya que todo serpiente sisencabezado queda descripto por unal únical el función del ondal, exactamproporción ver cómo ocurre en un tan solo átomo. También se poder habvivienda de tema cohercorporación ver cómo ocurre para la iluminación coherente en el un caso de 1 láes.

Perspectivas

Lal condensación del Bose-Einstein se va perfilando ver cómo un nuevo a el campo del lal Física donde el control dlos serpientes comportamiento cuántico de lal materia a cuenta macroscópica abre uno inmenso abanico de aplicacionera talera ver cómo serpiente expansión del interferometría atómica ultraprecisa, la obtención del relojser atómicos mucha más estables que los actualser, y los serpientes el trabajo del láseres de átomos paral diseñar nanoestructuras por extraordinaria precisión.

Recientemcorporación los serpientes uno grupo del Colorado ha demostrado que en 85Rb ser hecho posible generar fuerzas atómicas repulsivas y atractivas produciendo lal diel solución dlos serpientes condensado, lo que permitiríal reproducva condiciones extremas crucialsera para comprende algo procesos físicos que tienen ubicación en los serpientes el interior de las estrellas enanas, o inclutilización en la vecindad de los agujeros negros.

Por otro lado yal ha comenzado la una carrera por lal un creación de gassera del átomos fermiónicos cuánticamcorporación degenera2, lo cual requiere también temperaturas ultrabajas. Si bueno los fermionera se comportanta completamcompañía distinto al los bosonera, parecen constituvaya una fucorporación igualmcompañía excitante de la nueva física que se viene.

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Physics World, el volumen 12. Agosto (1999).http://www.fcen.uba.ar/prensa/educyt.htm Número 171 (segundal parte).

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