Что такое конденсат Бозе-Эйнштейна и чем он может быть полезен

Со школьной скамьи мы знаем, что существует четыре агрегатных состояния вещества: газ, жидкость, твердое тело и плазма. Однако есть и другие агрегатные состояния, свойства которых кардинально отличаются от всех известных веществ. Одно из них — конденсат Бозе-Эйнштейна.

Что такое конденсат Бозе-Эйнштейна и чем он может быть полезен

Газ, жидкость и твердые вещества мы видим постоянно, они окружают нас. Получить плазму тоже не составляет труда — этим агрегатным состоянием пользуются, например, для сварки металлических конструкций. Но вот получить конденсат Бозе-Эйнштейна отнюдь не просто.

Это состояние было предсказано Альбертом Эйнштейном еще в 1925 году, однако получить его на практике удалось только спустя 70 лет. Конденсат Бозе-Эйнштейна представляет собой скопление особого рода элементарных частиц — бозонов, — охлажденных до сверхнизких температур. К этому виду частиц относят, например, фотон и ставший известным в последнее время бозон Хиггса.

Бозонами также могут являться ядра атомов. Именно их и использовали для получения первого конденсата Бозе-Эйнштейна. При охлаждении одинаковых ядер атомов до температур, близких к абсолютному нулю, они начинают терять энергию. У каждого ядра атома есть свои энергетические уровни и по мере охлаждения он опускается до самого нижнего возможного состояния. Когда все ядра в системе окажутся в состоянии с минимальным количеством энергии, образуется новая фаза вещества — конденсат Бозе-Эйнштейна.

С помощью этого агрегатного состояния ученые могут буквально замедлять свет. В 2000 году физики сообщили о том, что смогли замедлить движение светового пучка с 300 000 000 метров до 0,2 миллиметра в секунду. Используя конденсат Бозе-Эйнштейна физики уже смогли создать лазер с уникальными свойствами. Такие лазеры могут найти применение в нанотехнологиях и помочь создавать полупроводники для компьютеров будущего. Также конденсат Бозе-Эйнштейна можно использовать в квантовых вычислениях, если принимать каждое атомное ядро за кубит.

Источник: pcnews.ru