Конденсат бозе-ейнштейна

Відео: Бозе-конденсат

Тривимірний графік розподілу швидкостей атомів газу рубідію, що підтверджують відкриття нового стану матерії, конденсату Бозе-Ейнштейна. Зліва: як раз перед появою конденсату Бозе-Ейнштейна. У зонах загального користування: тільки після появи конденсату. Справа: після подальшого випаровування залишається майже чистий конденсат. Бозе-конденсація або конденсація Бозе-Ейнштейна - це явище надлишкового накопичення бозонів в стані з мінімальною енергією при температурах нижче певної критичної температури. Незважаючи на назву, мова йде не про реальну конденсацію на кшталт скраплення газів, а скоріше про конденсації в просторі енергій або імпульсів. Бозе-конденсація відбувається не внаслідок взаємодії між бозонами (розглядається ідеальний бозе-газ), а внаслідок особливості розподілу Бозе-Ейнштейна. У листопаді 2010-го був отриманий перший конденсат Бозе-Ейнштейна з фотонів.
теорія
Імовірність того, що бозон перебувати в стані з енергією? n при температурі T визначається розподілом Бозе-Ейнштейна

,

де? - хімічний потенціал, T - температура, k B - постійна Больцмана.
Оскільки ймовірність - позитивна величина, хімічний потенціал в розподілі Бозе-Ейнштейна повинен бути менше Енегрія будь-якого стану системи.
Для системи N бозонів хімічний потенціал визначається з умови





Це рівняння не має рішення з , де - Енергія основного стану системи, при температурі, меншій за визначену критичну температуру T 0. У такому випадку характер розподілу докорінно змінюється:

Імовірність того, що бозон перебувати в стані з енергією більше енергію основного стану визначається розподілом Бозе-Ейнштейна

з? = 0. Число таких бозонів

Frac {1} {e ^ {(varepsilon_n) / k_B T} -1} "src =" https://upload.wikimedia.org/math/3/1/8/3188c5770dbc2c33292a4d0cfc39b39f.jpg "


решта бозонів перебувати в основному стані з енергією .



Для газу бозонів з параболічним законом дисперсії критична температура визначається формулою:

,

де g - обумовлений спіном фактор виродження, m - маса бозона, - Наведена постійна Планка.
Звідси видно, що критична температура тим вище, чим менше маса бозона.

.




Увага, тільки СЬОГОДНІ!