玻色-爱因斯坦凝集体

玻色-爱因斯坦凝聚物(BEC)是指当稀薄气体变得非常冷,接近绝对零度(0K,相当于-273或-459.67°F)时发生的情况。当组成它的粒子具有非常低的能量时,它就会形成。只有玻色子才能形成玻色-爱因斯坦凝集物。这种气体的密度极低,约为正常空气密度的十万分之一。

玻色-爱因斯坦凝结物是一种状态的改变。当物质处于BEC状态时,它的粘性为零。超流性超导性都与物质的BEC状态密切相关。

理论

粒子有能量。它们可以有很大的能量,像气体一样疯狂地反弹;可以有较少的能量,像液体一样流动;或者像固体一样有更少的能量。如果你拿走足够多的粒子能量,你就能得到最微小或可能的最小能量。这就是玻色-爱因斯坦凝集物。这使得所有的粒子都完全相同,而不是在所有不同的方向上随机反弹,它们都以完全相同的方式上下反弹,形成一种叫做 "巨大物质波 "的东西。

历史

玻色-爱因斯坦凝集体是由萨蒂恩德拉-纳特-玻色和阿尔伯特-爱因斯坦在1924-25年首次提出的。70年后,它的存在被证明了。1995年,埃里克-康奈尔和卡尔-维曼在科罗拉多大学制造了第一个玻色-爱因斯坦凝集物。康奈尔、维曼和麻省理工学院的沃尔夫冈-凯特勒随后被授予2001年诺贝尔物理学奖。

实验

通常情况下,要使任何东西冷到足以产生玻色-爱因斯坦凝聚物,你必须首先用磁铁捕获玻色子,然后通过将激光反弹到它们身上,带走它们所有的能量(激光冷却)。这仍然不能使事情变得足够冷。一些粒子仍然会大量反弹,而只有一些粒子会很好地躺下。然后,磁场被慢慢地一点一点地降低,让弹得更快的粒子出来。这就给我们留下了里面最冷和最慢的原子。

问题和答案

问:什么是玻色-爱因斯坦凝集物?
答:玻色-爱因斯坦凝结物是一种物质状态,当稀薄的气体被弄得极度寒冷,接近绝对零度时,组成它的粒子具有非常低的能量。只有玻色-爱因斯坦凝结物才能产生。

问:在什么温度下会形成玻色-爱因斯坦凝结物?
答:当稀薄的气体变得非常冷,接近绝对零度,也就是-273.15℃或-459.67℉时,就会形成玻色-爱因斯坦凝结物。

问:什么类型的粒子可以形成玻色-爱因斯坦凝集物?
答:只有玻色子可以制造玻色-爱因斯坦凝结物。

问:玻色-爱因斯坦凝结物的密度是多少?
答:玻色-爱因斯坦凝结物的密度大约是正常空气密度的十万分之一。

问:玻色-爱因斯坦凝结物是一种状态的改变吗?
答:是的,玻色-爱因斯坦凝结物是一种状态的改变。

问:在BEC状态下,物质的粘度是多少?
答:当物质处于BEC状态时,它的黏度为零。

问:超流性、超导性和物质的BEC状态之间有什么联系?
答:超流性和超导性都与物质的BEC状态密切相关。

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