مكثف بوز-أينشتاين

(تم التحويل من Bose-Einstein condensate)


مكثـَّـف بوز-أينشتاين (بالإنگليزية: Bose-Einstein Condensate أو BEC) هي حالة للمادة تتشكل نمطياً حين يـُبرَّد غاز من البوزونات عند كثافات منخفضة إلى درجات حرارة قريبة جداً من الصفر المطلق (−273.15 °س أو −459.67 °ف). تحت مثل تلك الظروف، فإن نسبة كبيرة من البوزونات تحتل أوطى حالة كمومية، تتحول عندها ظواهر ميكانيكا الكم المجهرية، خصوصاً تداخل الدوال الموجية، لتصبح بادية للعيان. مكثف بوز-أينشتاين يتشكل بتبريد غاز من كثافة فائقة الانخفاض (حوالي 100,000 مرة أقل كثافةً من الهواء العادي) إلى درجات حرارة فائقة الانخفاض.

فيزياء المادة المكثفة
QuantumPhaseTransition.png
أطوار · Phase transition
 ع  ن  ت

هذه الحالة تم توقعها لأول مرة، عموماً، في 1924–1925 من قِبل ألبرت أينشتاين[1] إثر و مُسدياً الفضل لورقة بحثية رائدة من ساث‌يـِندرا ناث بوس حول المجال الجديد الذي يُعرَف الآن بإسم علم الإحصاء الكمومي.[2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التاريخ

 
بيانات توزيع السرعة (3 مناظر) لغاز من ذرات الروبيديوم، مؤكداً اكتشاف طور جديد من المادة، مكثف بوز-أينشتاين. Right: just قبل ظهور مكثف بوز-أينشتاين. Center: just بعد ظهور المكثف. Left: after بمزيد من التبخر، تاركاً عينة من مكثف يكاد يكون نقياً.


النظرية

 

حيث:

   is  the critical temperature,
   is  the particle density,
   is  the mass per boson,
   is  Planck's constant,
   is  the Boltzmann constant, and
   is  the Riemann zeta function;   (sequence A078434 in OEIS)

دفوعات أينشتاين

 

للقيم الكبيرة من N ، فإن ثابت الـnormalization ‏ C هو (1-p). العدد الإجمالي المتوقع للجسيمات اللائي لسن في حالة أقل طاقة، في النهاية التي  , is equal to  . It doesn't grow when N is large, it just approaches a constant. This will be a negligible fraction of the total number of particles. So a collection of enough bose particles in thermal equilibrium will mostly be in the ground state, with only a few in any excited state, no matter how small the energy difference.


الدوامات

  رجاءً وسّع هذا القسم.
المزيد من المعلومات قد تكون موجودة في صفحة النقاش أو في طلبات التوسيع.
رجاءً أزل هذه الرسالة عندما يتم توسيع القسم.

الخصائص عير المعتادة

  رجاءً وسّع هذا القسم.
المزيد من المعلومات قد تكون موجودة في صفحة النقاش أو في طلبات التوسيع.
رجاءً أزل هذه الرسالة عندما يتم توسيع القسم.

طالع أيضاً

المصادر

  • Bose, S. N. (1924). "Plancks Gesetz und Lichtquantenhypothese". Zeitschrift für Physik. 26: 178. doi:10.1007/BF01327326. Cite has empty unknown parameters: |month= and |coauthors= (help)
  • Einstein, A. (1925). "Quantentheorie des einatomigen idealen Gases". Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften. 1: 3. Cite has empty unknown parameters: |month= and |coauthors= (help),
  • Landau, L. D. (1941). "The theory of Superfluity of Helium 111". J. Phys. USSR. 5: 71–90. Cite has empty unknown parameters: |month= and |coauthors= (help)
  • L. Landau (1941). "Theory of the Superfluidity of Helium II". Physical Review. 60: 356–358. doi:10.1103/PhysRev.60.356.
  • M.H. Anderson, J.R. Ensher, M.R. Matthews, C.E. Wieman, and E.A. Cornell (1995). "Observation of Bose–Einstein Condensation in a Dilute Atomic Vapor". Science. 269: 198–201. doi:10.1126/science.269.5221.198. PMID 17789847.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  • C. Barcelo, S. Liberati and M. Visser (2001). "Analogue gravity from Bose-Einstein condensates". Classical and Quantum Gravity. 18: 1137–1156. doi:10.1088/0264-9381/18/6/312.
  • P.G. Kevrekidis, R. Carretero-Gonzlaez, D.J. Frantzeskakis and I.G. Kevrekidis (2006). "Vortices in Bose-Einstein Condensates: Some Recent Developments". Modern Physics Letters B. 5 (33).CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  • K.B. Davis, M.-O. Mewes, M.R. Andrews, N.J. van Druten, D.S. Durfee, D.M. Kurn, and W. Ketterle (1995). "Bose–Einstein condensation in a gas of sodium atoms". Physical Review Letters. 75: 3969–3973. doi:10.1103/PhysRevLett.75.3969.CS1 maint: multiple names: authors list (link).
  • D. S. Jin, J. R. Ensher, M. R. Matthews, C. E. Wieman, and E. A. Cornell (1996). "Collective Excitations of a Bose–Einstein Condensate in a Dilute Gas". Physical Review Letters. 77: 420–423. doi:10.1103/PhysRevLett.77.420.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  • M. R. Andrews, C. G. Townsend, H.-J. Miesner, D. S. Durfee, D. M. Kurn, and W. Ketterle (1997). "Observation of interference between two Bose condensates". Science. 275: 637–641. doi:10.1126/science.275.5300.637.CS1 maint: multiple names: authors list (link).
  • Eric A. Cornell and Carl E. Wieman (1998). "The Bose-Einstein Condensate". Scientific American. 278 (3): 40–45.
  • M. R. Matthews, B. P. Anderson, P. C. Haljan, D. S. Hall, C. E. Wieman, and E. A. Cornell (1999). "Vortices in a Bose–Einstein Condensate". Physical Review Letters. 83: 2498–2501. doi:10.1103/PhysRevLett.83.2498.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  • E.A. Donley, N.R. Claussen, S.L. Cornish, J.L. Roberts, E.A. Cornell, and C.E. Wieman (2001). "Dynamics of collapsing and exploding Bose–Einstein condensates". Nature. 412: 295–299. doi:10.1038/35085500.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  • M. Greiner, O. Mandel, T. Esslinger, T. W. Hänsch, I. Bloch (2002). "Quantum phase transition from a superfluid to a Mott insulator in a gas of ultracold atoms". Nature. 415: 39–44. doi:10.1038/415039a.CS1 maint: multiple names: authors list (link).
  • S. Jochim, M. Bartenstein, A. Altmeyer, G. Hendl, S. Riedl, C. Chin, J. Hecker Denschlag, and R. Grimm (2003). "Bose–Einstein Condensation of Molecules". Science. 302: 2101–2103. doi:10.1126/science.1093280.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  • Markus Greiner, Cindy A. Regal and Deborah S. Jin (2003). "Emergence of a molecular Bose−Einstein condensate from a Fermi gas". Nature. 426: 537–540. doi:10.1038/nature02199.
  • M. W. Zwierlein, C. A. Stan, C. H. Schunck, S. M. F. Raupach, S. Gupta, Z. Hadzibabic, and W. Ketterle (2003). "Observation of Bose–Einstein Condensation of Molecules". Physical Review Letters. 91: 250401. doi:10.1126/science.1093280.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  • C. A. Regal, M. Greiner, and D. S. Jin (2004). "Observation of Resonance Condensation of Fermionic Atom Pairs". Physical Review Letters. 92: 040403. doi:10.1103/PhysRevLett.92.040403.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  • C. J. Pethick and H. Smith, Bose–Einstein Condensation in Dilute Gases, Cambridge University Press, Cambridge, 2001.
  • Lev P. Pitaevskii and S. Stringari, Bose–Einstein Condensation, Clarendon Press, Oxford, 2003.
  • Amandine Aftalion, Vortices in Bose–Einstein Condensates, PNLDE Vol.67, Birkhauser, 2006.
  • Mackie M, Suominen KA, Javanainen J., "Mean-field theory of Feshbach-resonant interactions in 85Rb condensates." Phys Rev Lett. 2002 Oct 28;89(18):180403.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الهامش

  1. ^ Einstein, A (10 July 1924). "Quantentheorie des einatomigen idealen Gases" (PDF). Königliche Preußische Akademie der Wissenschaften. Sitzungsberichte: 261–267.
  2. ^ A.Douglas Stone, Chapter 24, The Indian Comet, in the book Einstein and the Quantum, Princeton University Press, Princeton, New Jersey, 2013.

وصلات خارجية