Kondensat Bosego–Einsteina: opis, warunki powstawania i właściwości

Cząstki mają energię. Mogą mieć dużo energii i odbijać się dziko jak w gazach; mieć mniej energii i płynąć jak ciecz; lub mieć jeszcze mniej energii jak ciało stałe. Jeśli odbierzesz cząsteczce wystarczającą ilość energii, osiągniesz najmniejszą możliwą ilość energii. Jest to kondensat Bosego-Einsteina. To sprawia, że wszystkie cząstki są dokładnie takie same i zamiast odbijać się losowo we wszystkich kierunkach, wszystkie odbijają się w górę i w dół w dokładnie taki sam sposób, tworząc coś, co nazywamy "gigantyczną falą materii".

Kondensat Bosego-Einsteina został po raz pierwszy zaproponowany przez Satyendrę Natha Bosego i Alberta Einsteina w latach 1924-25. Siedemdziesiąt lat później udowodniono jego istnienie. Eric Cornell i Carl Wieman stworzyli pierwszy kondensat Bosego-Einsteina w 1995 roku na Uniwersytecie Kolorado. Cornell, Wieman i Wolfgang Ketterle z MIT otrzymali w 2001 r. Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.

Zazwyczaj, aby uzyskać wystarczająco niską temperaturę, aby uzyskać kondensat Bosego-Einsteina, trzeba najpierw uwięzić bozon za pomocą magnesów, a następnie, odbijając od nich lasery, odebrać mu całą energię (chłodzenie laserowe). To wciąż nie jest wystarczająco zimne. Niektóre z cząstek nadal będą się mocno odbijać, a tylko niektóre będą leżeć spokojnie. Pole magnetyczne jest wtedy powoli obniżane kawałek po kawałku, aby wypuścić szybciej odbijające się cząstki. W ten sposób w środku pozostają tylko najzimniejsze i najwolniejsze atomy.