ხუთშაბათს, 24 ნოემბერს, ერთ-ერთ ყველაზე პრესტიჟულ სამეცნიერო ჟურნალში - Ბუნება- გამოჩნდა სტატია მეცნიერების მიერ, რომლებმაც პირველად მოახერხეს ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი ფოტონების საფუძველზე. სავარაუდოდ, მკითხველთა უმეტესობისთვის წინა წინადადება არაფერს ამბობდა - და გასაკვირი არ არის. ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი არის მატერიის ძალიან სპეციფიკური, მაგრამ წარმოუდგენლად საინტერესო ფორმა, რომელსაც ზოგჯერ უწოდებენ მის მეხუთე მდგომარეობას, რომელიც უტოლდება მყარ, თხევად, აირისებრ და პლაზმას. როდესაც ნივთიერება ამ მდგომარეობაშია, მასში კვანტური ეფექტები იწყება მაკრო დონეზე - სინამდვილეში, ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი არის დიდი (ძალიან დიდი) კვანტური ნაწილაკი.

თეორია

ფოტონებზე დაფუძნებული ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი (BEC) არის BEC-ის ძალიან "მოწინავე" ვერსია და ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში ითვლებოდა, რომ მისი მიღება პრინციპში შეუძლებელი იყო. მაგრამ სანამ ამაზე ვისაუბრებთ, ღირს იმის ახსნა, თუ რა არის ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი. ინდოეთი შეიძლება ჩაითვალოს ამ კონცეფციის სამშობლოდ - სწორედ იქ ცხოვრობდა და მუშაობდა ადამიანი უმეტესად, რაც პირველად მიუთითებს მატერიის მანამდე უცნობი მდგომარეობის არსებობის შესაძლებლობაზე. ამ ადამიანს ერქვა შატიენდრანათ ბოზი და ის იყო კვანტური მექანიკის ერთ-ერთი დამფუძნებელი მამა.

ბოზის მეცნიერული ღვაწლის აღსანიშნავად მისი სახელი დაარქვეს ელემენტარული ნაწილაკების ერთ-ერთ სახეობას, ბოზონებს. ბოზონებში შედის, მაგალითად, ფოტონები - ელექტრომაგნიტიზმის მატარებლები და გლუონები, რომლებიც ატარებენ ძლიერ ურთიერთქმედებას და განსაზღვრავენ კვარკების მიზიდულობას ერთმანეთთან. ელემენტარული ნაწილაკების ამ კატეგორიას მიეკუთვნება ცნობილი ჰიგსის ბოზონი, რომლის საძიებლადაც შეიქმნა დიდი ადრონული კოლაიდერი.

ნაწილაკების ბოზონების კუთვნილება განისაზღვრება მისი სპინით - ელემენტარული ნაწილაკების შინაგანი კუთხოვანი იმპულსი (ზოგჯერ სპინის ცნება განისაზღვრება, როგორც ნაწილაკის ბრუნვა საკუთარი ღერძის გარშემო, მაგრამ ასეთი წარმოდგენა ზედმეტად ამარტივებს სიტუაციას). ბოზონის სპინი ყოველთვის მთელი რიცხვია - ანუ გამოიხატება როგორც მთელი რიცხვი. ელემენტარული ნაწილაკების კიდევ ერთი სახეობა - ფერმიონები - აქვს ნახევრად მთელი რიცხვის სპინი.

ფერმიონები (მარცხნივ) რიგდებიან კვანტური დონეების ენერგიების მიხედვით, ხოლო ბოზონები (მარჯვნივ) შეიძლება დაგროვდნენ ყველაზე დაბალი ენერგიის დონეზე. PersT Bulletin-ის 23-ე ნომრის სურათი, 2003 წ

ბოზონები და ფერმიონები ერთმანეთისგან განსხვავდებიან არა მხოლოდ სპინის მნიშვნელობით - ეს ნაწილაკები განსხვავდებიან რიგი ფუნდამენტური თვისებებით. კერძოდ, ბოზონები შეიძლება არ დაემორჩილონ ეგრეთ წოდებულ პაულის პრინციპს, ანუ აკრძალვას, რომელიც ამტკიცებს, რომ ორი ელემენტარული ნაწილაკი არ შეიძლება იყოს ერთსა და იმავე კვანტურ მდგომარეობაში. კვანტური მდგომარეობები ერთმანეთისგან განსხვავდებიან ენერგიით და დაბალ ტემპერატურაზე ფერმიონები (რომლებიც მკაცრად ემორჩილებიან პაულის გამორიცხვას) რიგრიგობით ავსებენ თანმიმდევრულ მდგომარეობებს. ყველაზე დაბალი ენერგიის მქონე მდგომარეობები (ნაწილაკებისთვის ყველაზე „არასტრესული“) ოკუპირებულია პირველ რიგში, ხოლო ყველაზე მაღალი ენერგიის მქონე მდგომარეობები ბოლოა. ყველაზე ცხადია, რომ ფერმიონების ეს თვისება კვანტური მდგომარეობების მიხედვით ხაზში დგომა შესამჩნევია დაბალ ტემპერატურაზე, როდესაც სისტემის ქცევა არ არის შენიღბული ტემპერატურის რყევებით.

დაბალ ტემპერატურაზე ბოზონები განსხვავებულად იქცევიან - ისინი არ შემოიფარგლებიან პაულის გამორიცხვით და, შესაბამისად, მიდრეკილნი არიან დაიკავონ ყველაზე მოსახერხებელი ადგილები, ანუ კვანტური დონეები ყველაზე დაბალი ენერგიით, თუ ეს შესაძლებელია. შედეგად, როდესაც ბოზონები გაცივდებიან, ხდება შემდეგი: ისინი იწყებენ მოძრაობას ძალიან ნელა - წამში რამდენიმე მილიმეტრის სიჩქარით, ძალიან მჭიდროდ "აჭერენ" ერთმანეთს, "ხტებიან" იმავე კვანტურ მდგომარეობაში და საბოლოოდ. დაიწყეთ კოორდინირებული ქცევა - ისე, როგორც ერთი გიგანტური კვანტური ნაწილაკი მოიქცევა.

შატიენდრანათ ბოზმა ალბერტ აინშტაინს 1920-იანი წლების დასაწყისში მისწერა ამ ტრანსფორმაციის შესახებ, რომელიც უნდა მოხდეს ბოზონებთან აბსოლუტურ ნულთან მიახლოებულ ტემპერატურაზე. ბოზი აპირებდა გამოთვლების გაგზავნას ჟურნალში Zeitschrift fur Physik, მაგრამ აინშტაინი იმდენად იყო შთაგონებული ინდოელი კოლეგის იდეებით, რომ მაშინვე თარგმნა მისი სტატია ინგლისურიდან გერმანულად და გაუგზავნა რედაქტორს. ფარდობითობის ზოგადი და სპეციალური თეორიების შემქმნელმა შეიმუშავა ბოზის მოსაზრებები (ინდუსებმა განიხილეს მხოლოდ ფოტონები, ხოლო აინშტაინმა შეავსო ბოზის თეორია მასის მქონე ნაწილაკებზე) და წარმოადგინა თავისი დასკვნები კიდევ ორ სტატიაში, რომლებიც ასევე გამოქვეყნდა ქ. Zeitschrift fur Physik.

ივარჯიშე

ამრიგად, BBE თეორია, ძირითადად, განვითარდა მე-20 საუკუნის პირველ მესამედში, მაგრამ მეცნიერებმა ამ მდგომარეობაში მატერიის მოპოვება მხოლოდ 70 წლის შემდეგ მოახერხეს. შეფერხების მიზეზი მარტივია - იმისათვის, რომ ბოზონებმა დაიწყონ ქცევა, როგორც ერთიანი კვანტური სისტემა, საჭიროა მათი გაცივება ტემპერატურამდე, რომელიც განსხვავდება აბსოლუტური ნულიდან (მინუს 273,15 გრადუსი ცელსიუსი) რამდენიმე მემილიონედი გრადუსით. დიდი ხნის განმავლობაში, ფიზიკოსები უბრალოდ ვერ აღწევდნენ ასეთ დაბალ ტემპერატურას. მეორე სირთულე ის იყო, რომ ბევრი ნივთიერება, როდესაც აბსოლუტურ ნულს უახლოვდება, იწყებს სითხეების მსგავსად ქცევას და BEC-ის მისაღებად აუცილებელია, რომ ისინი დარჩეს "გაზებად" (სიტყვა "გაზი" არის ბრჭყალებში, რადგან ულტრა დაბალ ტემპერატურაზე. ნივთიერების ნაწილაკები კარგავენ მობილობას - გაზის ერთ-ერთი ფუნდამენტური ნიშანი).

1990-იანი წლების შუა პერიოდში აჩვენეს, რომ ტუტე ლითონები ნატრიუმი და რუბიდიუმი ინარჩუნებენ თავის "სწორ" თვისებებს გაციებისას, რაც ნიშნავს, რომ მათ შეუძლიათ თეორიულად გადავიდნენ BEC მდგომარეობაში (როგორც რუბიდიუმ-87 იზოტოპი, ასევე ნატრიუმის-23-ის ერთადერთი იზოტოპი. აქვთ მთელი ატომური სპინები და არიან ეგრეთ წოდებული კომპოზიტური ბოზონები). რუბიდიუმის ატომების ტემპერატურის აუცილებელ ულტრა დაბალ ტემპერატურამდე შესამცირებლად, მკვლევარები ერიკ ა. კორნელი და კარლ ვიმანი JILA - აშშ-ს სტანდარტებისა და ტექნოლოგიების ეროვნული ინსტიტუტის (NIST) და კოლორადოს უნივერსიტეტის ერთობლივი ინსტიტუტიდან. Boulder - გამოიყენება ლაზერული გაგრილება აორთქლების გაგრილებასთან ერთად.

ლაზერების დახმარებით ატომები გაგრილდება შემდეგნაირად: ატომი შთანთქავს მისკენ მოძრავ ფოტონებს და შემდეგ გამოყოფს გამოსხივებას. ამ შემთხვევაში, ატომის თანდათანობითი შენელება ხდება და ატომების აგრეგატის ტემპერატურა, შესაბამისად, მცირდება. თუმცა, მხოლოდ ლაზერული გაგრილება არ არის საკმარისი იმ ტემპერატურის მისაღწევად, რომლებშიც შესაძლებელია გადასვლა BEC მდგომარეობაზე. შეგიძლიათ „ამოიღოთ“ გრადუსის დამატებითი ფრაქციები, თუ ნარევიდან ამოიღებთ უსწრაფეს ატომებს (მაგიდაზე დარჩენილი ფინჯანი ჩაის გაგრილება იმავე პრინციპით).

კვანტურ-ტალღური დუალიზმის პრინციპის მიხედვით, მიკროსამყაროს ობიექტებს შეუძლიათ მოიქცნენ როგორც ნაწილაკების, ასევე ტალღების სახით. იმისათვის, რომ ნივთიერება გადავიდეს BEC მდგომარეობაში, მისი ატომები უნდა მიუახლოვდნენ ერთმანეთს ტალღის სიგრძის შესადარებელი მანძილით. შემდეგ ტალღები იწყებენ ურთიერთქმედებას და ცალკეული ნაწილაკების ქცევა ხდება კოორდინირებული.

1995 წელს JILA-ს მეცნიერებმა მოახერხეს რუბიდიუმ-87-ის დაახლოებით 2 ათასი ატომის გაციება 20 ნანოკელვინის ტემპერატურამდე (ერთი ნანოკელვინი არის 1x10 -9 კელვინი) და შედეგად ისინი გადავიდნენ KBE მდგომარეობაში. კონდენსატი ინახებოდა ექსპერიმენტულ კამერაში სპეციალური დიზაინის მაგნიტური ხაფანგის საშუალებით. კორნელისა და ვიმანის ჯგუფმა შედეგების გამოქვეყნებიდან ოთხი თვის შემდეგ, მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის (MIT) ფიზიკოსის ვოლფგანგ კეტერლის სტატია გამოქვეყნდა, რომელმაც მოახერხა ნატრიუმის ატომებზე დაფუძნებული BEC-ის მიღება. კეტერლემ გამოიყენა ატომების მაგნიტურ ხაფანგში დაჭერის ოდნავ განსხვავებული პრინციპი და მან მოახერხა გაცილებით მეტი ატომის გადატანა „მატერიის მეხუთე მდგომარეობაში“, ვიდრე მისი კოლეგები JILA-დან. 2001 წელს სამივე მეცნიერს მიენიჭა ნობელის პრემია ფიზიკაში.

1995 წლიდან ფიზიკოსთა მრავალი ჯგუფი იყო დაკავებული BEC-ის მოპოვებითა და შესწავლით, რომლებმაც შეისწავლეს მასში წარმოქმნილი მორევები, ტალღების ჩარევა კონდენსატებს შორის და მრავალი სხვა. 2009 წელს მეცნიერებმა პირველად კალციუმის ატომების ამ მდგომარეობაში - ამ ელემენტის წარმოქმნილი ტალღის ნიმუში შესამჩნევად უფრო მკაფიოა, ვიდრე ტუტე ლითონებისთვის. 2003 წელს კეტერლის ჯგუფმა შეძლო BEC-დან ლაზერის ანალოგის შექმნა და ფერმიონებისგან BEC-ის მიღებაც კი. საბოლოოდ, 2010 წელს ეს იყო პირველად - დიდი ხნის განმავლობაში, ბევრი ფიზიკოსი დარწმუნებული იყო, რომ ეს ფუნდამენტურად შეუძლებელი იყო.

კერძოდ, ექსპერტებს სჯეროდათ, რომ სინათლის კვანტებს ექსპერიმენტული კამერის კედლები შეიწოვება და ექსპერიმენტატორებს „გაექცეოდა“. იმისათვის, რომ დაეჭირათ, გაგრილდეთ და შეენარჩუნებინათ საკმარისი ფოტონები BEC-ის მისაღებად და შესასწავლად, ბონის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა გამოიყენეს ორი მრუდი სარკე, რომელთა შორის მანძილი იყო დაახლოებით 1,5 მიკრომეტრი - ეს შედარებულია კვანტურ მდგომარეობაში მყოფი ფოტონების ტალღის სიგრძესთან. მინიმალური ენერგია.

ფოტონების ლაზერული გაგრილების მეთოდი არ გამოიყენება - ისინი ძალიან სუსტად ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან, ამიტომ მკვლევარებმა ისინი გაცივდნენ სპეციალური საღებავით, რომელიც შთანთქავდა და ასხივებდა სინათლის კვანტებს. ფოტონები შეეჯახნენ მის მოლეკულებს და თანდათან მათი ტემპერატურა შეესაბამებოდა საღებავის ტემპერატურას. ატომებისგან განსხვავებით, ფოტონზე დაფუძნებული BEC-ების მისაღებად, მათ არ სჭირდებათ გაციება ნულ კელვინამდე - გარდამავალი ხდება უკვე ოთახის ტემპერატურაზე. თავად მკვლევარებმა ფოტონები ჭრილში ლაზერის გამოყენებით „ატუმბოს“. BEC მდგომარეობაზე გადასვლა მოხდა მაშინ, როდესაც ფოტონების რაოდენობა 60000-ს მიუახლოვდა.

მკითხველს შეიძლება გაუკვირდეს, რატომ აწუხებენ მეცნიერები ამ გაუგებარი KBE-ით. ანუ, ფიზიკოსების წმინდა ფუნდამენტური ინტერესი, რომ „შეიგრძნონ“ და პირდაპირ დაინახონ კვანტური მექანიკის კანონების გამოვლინება, გასაგებია, მაგრამ აქვს თუ არა „მეხუთე მდგომარეობას“ რაიმე სასარგებლო პრაქტიკული გამოყენება? როგორც სხვა ფიზიკური აღმოჩენების შემთხვევაში, ასეთი კითხვა ნაადრევია - ნაკლებად სავარაუდოა, რომ მეცნიერებმა, რომლებიც სწავლობდნენ რადიოაქტიური დაშლის ან ელექტრონების თვისებებს, შეეძლოთ წინასწარ განსაზღვრონ, რამდენად მასშტაბური იქნებოდა მათი მუშაობის შედეგები.

ჯერ, ადრე თუ გვიან, ინჟინრები შექმნიან ახალ მოწყობილობებს, რომლებშიც უშუალოდ გამოიყენება შესწავლილი ობიექტები და რომელთა გამოგონება ვერ მოხერხდა, სანამ ფიზიკოსები აღწერდნენ ამ ობიექტების თვისებებს. და მეორეც, ახალი ფენომენების შესწავლა აფართოებს ადამიანების იდეებს ფიზიკის შესახებ და საშუალებას აძლევს მომავალში აღმოაჩინონ და ახსნან სხვა ადრე უცნობი ფენომენები, რომლებიც საფუძვლად დაედება ახალ მოწყობილობებსა და ტექნოლოგიებს და ა.შ.

ამ დროისთვის, BEC-ის ერთ-ერთ ყველაზე აშკარა პრაქტიკულ გამოყენებად ითვლება მასზე დაფუძნებული ულტრა ზუსტი დეტექტორების შექმნა, მაგალითად, მაგნიტური ან გრავიტაციული ველების დეტექტორები. უფრო დეტალური პროგნოზების გაკეთება შესაძლებელია BEC-ის თვისებების შემდგომი შესწავლისას, რომელიც ძალიან, ძალიან სწრაფად მოძრაობს.

ბოზე-აინშტაინის კონდენსაცია(ბოზის კონდენსაცია) - კვანტური ფენომენი, რომელიც შედგება იმაში, რომ დიდი რაოდენობით ნაწილაკების სისტემაში ემორჩილება ბოზი - აინშტაინის სტატისტიკა(ბოზის გაზი ან ბოზის სითხე), ტემპ-პაქს ქვემოთ ტემპერატურის დეგენერაციანულოვანი სახელის პულსის მდგომარეობაში არის სისტემის ყველა ნაწილაკების სასრული ფრაქცია. ტერმინი "B-E. to." ეფუძნება ამ ფენომენის ანალოგიას გაზის სითხეში კონდენსაციასთან, თუმცა ეს ფენომენები სრულიად განსხვავებულია, რადგან B.-E.-მდე ის ხდება მომენტის სივრცეში და ნაწილაკების განაწილება კოორდინატებში. სივრცე არ იცვლება. B.-E. to.-ის თეორია აშენდა A. Einstein (A. Einstein) 1925 წელს და შეიმუშავა F. London (F. London) 1938 წელს.

ვინაიდან BEC გვხვდება იდეალურ Bose გაზშიც კი, ეს გამოწვეულია ნაწილაკების ტალღური ფუნქციის თვისებებით და არა მათ შორის ურთიერთქმედებით. იდეალური ბოზის გაზისთვის ბოზი - აინშტაინის განაწილება

(სად თ- აბს. ტემპ-პა, ე რ- იმპულსის მქონე ნაწილაკის ენერგია - ქიმ. პოტენციალი) აქედან გამომდინარეობს, რომ ყველაზე დაბალი ენერგიით. მდგომარეობა არის ნაწილაკებით. პოზიტივიდან გამომდინარეობს, რომ თუ გადაგვარების ფაქტორი არის 1-თან ახლოს, მაშინ შეიძლება იყოს ბევრი ნაწილაკი c მდგომარეობაში. ამიტომ, c ნაწილაკების წვლილი არ შეიძლება იყოს უგულებელყოფილი cp-ის გამოთვლაში. რაოდენობები. მოცულობაში ნაწილაკების საერთო რაოდენობის მუდმივობის მდგომარეობიდან ვშემდეგია ur-tion ამისთვის:

არის დე ბროლის ტალღის სიგრძე, რომელიც შეესაბამება თერმულ მოძრაობას, ტარის ნაწილაკების მასა. აქედან T0- ბოზის კონდენსაციის სიჩქარე, ანუ გადაგვარების სიჩქარე, გვხვდება მდგომარეობიდან, რომელიც ჩაწერილია კვალში. ფორმა: .

ზე T=0ყველა ნაწილაკი კონდენსატშია, ხოლო კონდენსატში მხოლოდ ნ 0 ნაწილაკი, ხოლო დანარჩენი ემორჩილება . როდესაც წნევა აღმოჩნდება, რომ მხოლოდ ტემპერატურის ფუნქციაა და არ არის დამოკიდებული მოცულობაზე, რადგან კონდენსატის ნაწილაკები, რომლებსაც არ აქვთ იმპულსი, არ უწყობს ხელს წნევას. ზე, სითბოს სიმძლავრის წარმოებული განიცდის სასრულ ნახტომს, ხოლო თავად სითბოს სიმძლავრე, ენერგია და წნევა რჩება უწყვეტი, ამიტომ სისტემა გადის ერთგვარ ფაზურ გადასვლას.

სად აარის ურთიერთქმედების პოტენციალის გაფანტვის სიგრძე. თუ სიმკვრივე არ არის მცირე, მაშინ კონდენსატში ნაწილაკების რაოდენობა შეიძლება შეფასდეს ვარიაციული მეთოდით. ბოზის სითხისთვის მოლეკულების ურთიერთქმედებით, როგორც დიამეტრის მყარი სფეროები ბ

სმ-ისთვის, სმ 3 არის 0,08. ნეიტრონების გაფანტვაზე დაფუძნებული შეფასებით, კონდენსატის სიმკვრივე რამდენიმეში % და აქვს დაახლოებით იგივე ტემპერატურაზე დამოკიდებულება, როგორც ზესთხევადი კომპონენტის სიმკვრივე. თუმცა, კონდენსატის ნაწილაკების სიმკვრივისა და ზესთხევადი კომპონენტის სიმკვრივის დადგენა შეუძლებელია, რადგან T=0ყველა სითხე არის ზესთხევადი, თუმცა მისი ყველა ნაწილაკი არ არის კონდენსატში.

ბოზონის ატომების გაზში ატომების ნაწილი მთლიანად კარგავს თავის კინეტიკურ ენერგიას და იმპულსს საკმარისად დაბალ, მაგრამ სასრულ ტემპერატურაზე. ასეთ ატომებს ე.წ ბოზის კონდენსატი ლათ. კონდენსო - "გასქელება". კონდენსატის ატომების ტალღური ფუნქციები ურთიერთდაკავშირებულია ფაზაში. ამის საფუძველზე განვითარდა ატომური ლაზერები ასხივებს ატომებს თანმიმდევრული ტალღური ფუნქციებით.

იდეალური ბოზონური აირის ნაწილისთვის კინეტიკური ენერგიის სრული დაკარგვის ფენომენი დაბალ ტემპერატურაზე თეორიულად აღმოაჩინა ა. აინშტაინმა 1925 წელს. პროცესი ე.წ. ნაწილაკების ბოზის კონდენსაცია იმპულსის სივრცეში . იგი დეტალურად შეისწავლეს ფრიცმა და ჰაინც ლონდონმა 1938 წელს. ბოზის კონდენსაცია არის შედეგი იმისა, რომ ბოზონური აირის ქიმიური პოტენციალი არ შეიძლება იყოს დადებითი. ნორმალურ ტემპერატურაზე გაზის ქიმიური პოტენციალი უარყოფითია. ტემპერატურის კლებასთან ერთად იზრდება ქიმიური პოტენციალი და საკმარისად დაბალ ტემპერატურაზე ის აღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას. ტემპერატურის შემდგომი დაქვეითება იწვევს ნაწილაკების რაოდენობის შემცირებას აირის ფაზაში და ატომების ნაწილი ხვდება კონდენსატში.

ჰაინც ლონდონი (1907–1970) და ფრიც ლონდონი (1900–1954) –

ზეგამტარობის და კვანტური ქიმიის თეორიის ფუძემდებელი

50 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში შეუძლებელი იყო კონდენსაციის მიღება ექსპერიმენტულად, რადგან დაბალ ტემპერატურაზე ატომთაშორისი ურთიერთქმედება იზიდავს ატომებს ერთმანეთთან, იქმნება კლასტერები და შემდეგ თხევადი ან მყარი მდგომარეობა ბოზის კონდენსაციის დაწყებამდე. კასეტური წარმოიქმნება სამი ან მეტი ნაწილაკის შეჯახებისას, რაც უფრო სავარაუდოა მაღალი კონცენტრაციის დროს. ნაწილაკების დაბალი კონცენტრაციის დროს ჭარბობს წყვილი შეჯახება, რაც უზრუნველყოფს თერმული წონასწორობის დამყარებას. მტევნის წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად აუცილებელია აირის კონცენტრაციის შემცირება. მეტასტაბილური ბოზის კონდენსატი რუბიდიუმის, ნატრიუმის, ლითიუმის ატომების იშვიათ აირებში პირველად მიიღეს W. Ketterle-მა, K. Wieman-მა და E. Cornell-მა 1995 წელს. წყალბადის ატომები შედედდა 1997 წელს. ბოზის კონდენსატს აქვს უნიკალური თვისებები: ტემპერატურა, სინათლის სიჩქარე. , ხმის სიჩქარე .

ვოლფგანგ კეტერლე, კარლ ვიმანი, ერიკ კორნელი

ბოზონის ატომები. ატომის სპინი არის გარსის ელექტრონებისა და ბირთვის ნუკლეონების სპინების ჯამი, მათი სპინები უდრის 1/2-ს. ელექტრონების რაოდენობა პროტონების რაოდენობის ტოლია, ამიტომ მათი ჯამური სპინი ელექტრულად ნეიტრალურ ატომში არის მთელი რიცხვი. ატომის სპინი განისაზღვრება ნეიტრონების რაოდენობით. ბოზონები არის ატომები ნეიტრონების ლუწი რაოდენობით. მაგალითად: 1 H 1 , 2 He 4 , 3 Li 7 , 11 Na 23 , 37 Rb 87 , სადაც ქვედა ციფრი არის ელემენტის სერიული ნომერი პერიოდულ სისტემაში, ან პროტონების რაოდენობა ბირთვში, ზედა ციფრი არის მასის რიცხვი, ანუ პროტონებისა და ნეიტრონების რაოდენობა ბირთვში. ციფრებში ლუწი სხვაობის მქონე ატომი არის ბოზონი. ულტრა დაბალ ტემპერატურაზე ატომები საწყის მდგომარეობაშია, ამიტომ პირველ ორს აქვს ნულოვანი სპინი, ხოლო ბოლო სამს აქვს სპინი ერთი. სპინის მდგომარეობების რაოდენობა

ნუკლეონების ბარიონის რაოდენობა შენარჩუნებულია, ამიტომ იზოლირებულ სისტემაში ატომების რაოდენობა არ იცვლება.

ბოზონების ენერგიის განაწილება. ჩვენ ვიყენებთ ბოზე-აინშტაინის განაწილებას (4.10) ერთ მდგომარეობაში ნაწილაკების საშუალო რაოდენობისთვის.

,

და სამგანზომილებიანი აირის მდგომარეობათა სიმკვრივე (3.8)

, .

ვიღებთ ნაწილაკების რაოდენობას ენერგიის ინტერვალში მოცულობის მქონე აირში ვ

. (4.77)

ნაწილაკების საერთო რაოდენობაიპოვნეთ (4.77)-დან

. (4.78)

ქიმიური პოტენციალიგანისაზღვრება (4.78). როდესაც ტემპერატურა იცვლება, ნაწილაკების რაოდენობა იგივე რჩება, შემდეგ დან თარ არის დამოკიდებული

,

სადაც გათვალისწინებულია. ამიტომ ტემპერატურის კლებასთან ერთად მცირდება |m| და ქიმიური პოტენციალი იზრდება უარყოფითი მნიშვნელობებიდან ნულამდე. თუ არის ტემპერატურა, რომლის დროსაც ქიმიური პოტენციალი ქრება:

მაშინ როცა

. (4.79)

როდესაც ტემპერატურა ეცემა ქვემოთ, μ-ის ზრდა შეუძლებელია და (4.78) სრულდება გაზის ნაწილაკების რაოდენობის შემცირების გამო.

კონდენსაციის ბარიერიარის ტემპერატურის დიაპაზონის ზედა ზღვარი, სადაც ქიმიური პოტენციალი ნულის ტოლია. (4.78)-დან ვიღებთ

,

სადაც ნარის გაზის ნაწილაკების რაოდენობა ნორმალურ ტემპერატურაზე. გამოყენება

for , ჩვენ ვპოულობთ ინტეგრალს

,

ვიღებთ

. (4.80)

კონდენსაციის ზღურბლის ტემპერატურა იზრდება ატომური კონცენტრაციის მატებასთან ერთად და ატომის მასის შემცირებით .

ატომის მასა გამოიხატება მოლური მასის მიხედვით

ატომების კონცენტრაცია გამოიხატება მოლური მოცულობით

.

CGS ერთეულების სისტემაში (4.80) ვიღებთ

[TO]. (4.81)

2 He 4-ისთვის პარამეტრებით:

, , ,

ჩვენ ვიღებთ დე ბროლის ტალღის სიგრძეს . საშუალო ენერგიის მქონე ატომისთვის

და იმპულსი

გამოიყენეთ (4.80) და მიიღეთ

,

.

იმის გათვალისწინებით, სად დარის საშუალო მანძილი ატომებს შორის, ჩვენ ვხვდებით

.

ტემპერატურის შემცირებით, ატომის დე ბროლის ტალღის სიგრძე იზრდება და კონდენსაციის ზღურბლის მიღწევისას, იგი შედარებულია ატომებს შორის მანძილთან. ნაწილაკების ტალღური ფუნქციები გადახურულია, ერევა და ბოზის კონდენსატი ავლენს კვანტურ თვისებებს.

შედედებული ნაწილაკების რაოდენობა. ტემპერატურის დიაპაზონში ქიმიური პოტენციალი ნულის ტოლია. დაბალ ტემპერატურაზე თ 0 განტოლება (4.78)

, ,

შესრულებულია გაზის ფაზაში ნაწილაკების რაოდენობის საწყისიდან შემცირებით ნმიმდინარეობამდე ნ 1 (თ). (4.80) მსგავსად, ჩვენ ვიღებთ

, .

შედეგი იყოფა (4.80)

,

და იპოვნეთ გაზის ფაზაში დარჩენილი ნაწილაკების რაოდენობა და კონცენტრაცია:

, (4.82)

. (4.82a)

შედედებული ნაწილაკების რაოდენობა

. (4.83)

შედედებული ნაწილაკების ფარდობითი რაოდენობა ნაჩვენებია სურათზე.

შიდა ენერგია და სითბოს მოცულობა. გამოყენება (4.77)

,

მიიღეთ შინაგანი ენერგია

, (4.84)

კონდენსაციის რეგიონში ვხვდებით

, (4.85)

.

შიდა ენერგია განისაზღვრება მხოლოდ გაზის ფაზის წვლილით, შედედებული ფაზის შიდა ენერგია ნულის ტოლია . (4.85) და (4.82)-დან

ჩვენ ვპოულობთ ენერგიას გაზის ფაზის თითო ნაწილაკზე კონდენსაციის რეგიონში:

. (4.86)

(4.85)-დან ვპოულობთ სითბოს სიმძლავრეს კონდენსაციის ზღურბლის ქვემოთ:

. (4.87)

გათვალისწინება (4.80)

,

(4.87)-დან ვიღებთ თბოტევადობას კონდენსაციის ტემპერატურაზე

. (4.87a)

უფასო ენერგია. (4.85)-დან

და გიბს–ჰელმჰოლცის განტოლებიდან (2.29) ვპოულობთ

. (4.88)

ენტროპია და წნევაგამოხატულია თავისუფალი ენერგიით

კონდენსაციის რეგიონში (4.88) გათვალისწინებით ვიღებთ

, (4.89)

, (4.90a)

გამოხატულება (4.90b) არის არარელატივისტური იდეალური კვანტური აირის მდგომარეობის განტოლება , და ემთხვევა კლასიკური იდეალური გაზის მდგომარეობის განტოლებას. შედარება (4.89) და (4.82)

,

ჩვენ ვპოულობთ ამას ენტროპია გაზის ფაზის ნაწილაკების რაოდენობის პროპორციულია . აქედან გამომდინარე, შედედებული ფაზის ენტროპია ნულის ტოლია . წნევა (4.90a) განისაზღვრება ტემპერატურით და არ არის დამოკიდებული მოცულობაზე. შედედებულ ნაწილაკებს აქვთ ნულოვანი იმპულსი და არ ქმნიან წნევას. იგი განისაზღვრება გაზის ფაზის ნაწილაკების კონცენტრაციით (4.82a)

,

. (4.91)

კონდენსაციის განხორციელება. ორი ნაწილაკების შეჯახება უზრუნველყოფს გაზის თერმოდინამიკურ წონასწორობას. სამი სხეულის შეჯახება იწვევს თხევადი და მყარი მდგომარეობების წარმოქმნას. გაზის შედარებით მაღალი სიმკვრივის დროს, სამი ნაწილაკების შეჯახება მნიშვნელოვანია. ატომთაშორისი ურთიერთქმედება ქმნის თხევად ან კრისტალურ მდგომარეობას დაბალ ტემპერატურაზე. გაზის დაბალი სიმკვრივის დროს, სამი ნაწილაკების შეჯახების ალბათობა გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე ორი ნაწილაკების შეჯახება. შედეგად, დაბალ ტემპერატურაზე შესაძლებელია აირისებრი მეტასტაბილური მდგომარეობა საკმარისად ხანგრძლივი სიცოცხლის ხანგრძლივობით. პირველი კონდენსატები მიიღეს რუბიდიუმის, ნატრიუმის, წყალბადის ატომებიდან გაზის ფაზის ტემპერატურაზე ~ 10-2 K, წნევის ქვეშ. პ < 10 –11 мм рт. ст. с числом частиц ~10 8 и концентрацией ~10 14 см –3 .

გაზის შეკავებაევაკუირებულ მინის საკანში 1 მმ-ზე ნაკლები ზომის ფართობზე, მაგნიტური ხაფანგი . კოჭის სისტემა ქმნის არაერთგვაროვან მაგნიტურ ველს ცენტრში აბსოლუტური მინიმუმით. ატომის მაგნიტური მომენტი გვმმაგნიტურ ველში ბიღებს ენერგიას (- გვმ×B). ხაფანგის ცენტრში მე-2 წერტილისთვის, ველი უმნიშვნელოდ მცირეა; 1 წერტილისთვის, ცენტრიდან მოშორებით, ველი ბძლიერი. თერმოდინამიკური წონასწორობისას ელექტროქიმიური პოტენციალი ყველა წერტილში ერთნაირია

.

მაგნიტური ხაფანგი

2 He 4 ატომის საწყის მდგომარეობაში ელექტრონების სპინები მიმართულია საპირისპირო მიმართულებით, მათი მაგნიტური მომენტები კომპენსირებულია და ატომს არ აქვს საკუთარი მაგნიტური მომენტი. როდესაც ატომში ჩართულია გარე მაგნიტური ველი, ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენის გამო წარმოიქმნება ელექტრონების წრიული დენი. ლენცის წესის მიხედვით, ინდუცირებული მაგნიტური მომენტი მიმართულია გარე ველის წინააღმდეგ, ეს იძლევა

,

ქიმიური პოტენციალი იზრდება ნაწილაკების კონცენტრაციის მატებასთან ერთად, შემდეგ ვიღებთ

ველის საწინააღმდეგოდ მიმართული მაგნიტური მომენტების მქონე ატომები ძლიერიდან სუსტ მაგნიტურ ველში გადადის - " დიამაგნიტური ატომები ეძებენ სუსტ ველს ". შედეგად, ატომები გროვდება და ინახება ხაფანგის ცენტრში. შეკავების ადგილი ჰგავს სიგარას დიამეტრით ~(10…50) μm და სიგრძით ~300 μm. ატომები ამოღებულია ხაფანგიდან მაღალი სიხშირის გამოსხივების მოკლე იმპულსით, რომელიც ატომების მაგნიტურ მომენტებს იხრება. სახელმწიფოების სუპერპოზიცია წარმოიქმნება მომენტებით, რომლებიც მიმართულია ველის წინააღმდეგ და მის გასწვრივ, ეს უკანასკნელი მდგომარეობა გამოდევნის ხაფანგს.

Bose კონდენსატის შესანარჩუნებლად ასევე შემუშავებულია მიკროსქემები, რომლებიც ქმნიან მაგნიტური ველის აუცილებელ კონფიგურაციას მათი ზედაპირიდან ~0,1 მმ მანძილზე და მოიხმარენ ~1 ვტ სიმძლავრეს. ასეთ დისტანციებზე, ჩიპი ქმნის უფრო არაერთგვაროვან მაგნიტურ ველს, ვიდრე კოჭა, რაც უზრუნველყოფს უკეთეს გაზის შეკავებას. ჩიპი არის მინიატურული, აქვს ოთახის ტემპერატურა, მისი თერმული გამოსხივება სუსტად შეიწოვება გაზით. ჩიპის დენების შეცვლით, შესაძლებელია ხაფანგის ცენტრის გადატანა და ბოზის კონდენსატი ჩიპის ზედაპირის გასწვრივ.

გაზის გაგრილებაგანახორციელა ლაზერული მეთოდი დოპლერის ეფექტის საფუძველზე. თუ შემთხვევით მოძრავი ატომები მიმართულია ლაზერული გამოსხივებისკენ n სიხშირით< n 0 , где n 0 – частота резонансного поглощения атома, то покоящиеся и движущиеся от лазера атомы не поглощают излучение. Атом, движущийся к лазеру со скоростью ვ, აღიქვამს სიხშირეს

და n¢ = n 0-ზე ის შთანთქავს ფოტონს. შედეგად, ატომი იღებს იმპულსს მისი სიჩქარის საწინააღმდეგოდ და ნელდება. აღგზნებული ატომი ენერგიას საშუალოდ იზოტროპულად ასხივებს. რადიაცია სპექტრის ახლო ინფრაწითელ რეგიონში, რომელიც შექმნილია ნახევარგამტარული ლაზერების მიერ და მიმართულია გაზზე ექვსი ურთიერთ პერპენდიკულარული მხრიდან, იწვევს მის გაგრილებას.

ასევე გამოიყენება აორთქლების გაგრილება მაღალი სიხშირის მაგნიტური ველის გამოყენებით ხაფანგის ატომების პერიფერიიდან გამოდევნით. ის გადახრის მაგნიტურ მომენტებს, ქმნის კომპონენტს ველის მიმართულებით, რომელიც გამოდევნის ხაფანგს. უფრო მაღალი სიჩქარის მქონე ნაწილაკები უფრო სწრაფად აღწევენ გაზის საზღვარს და მათი კონცენტრაცია საზღვარზე უფრო მაღალია, ვიდრე დაბალი სიჩქარის მქონე ნაწილაკების კონცენტრაცია. ამიტომ, მაღალი ენერგიის ნაწილაკების აორთქლების ალბათობა უფრო მაღალია. ხვეულებზე დაფუძნებული ხაფანგისთვის გაციება ხდება გაზის ფაზის ტემპერატურამდე დაახლოებით 10–7 K 10 წამიდან 10 წუთამდე დროში. ჩიპისთვის, კონდენსაციისთვის საჭირო ტემპერატურა მიიღწევა 1 წმ-ზე ნაკლებ დროში. კონდენსატის ატომების კონცენტრაცია არის ~ 1014 სმ–3, ხოლო თერმული ენერგია შეესაბამება 10–11 კ-ზე დაბალ ტემპერატურას.

მატერიის სამი საერთო მდგომარეობის გარდა, რომელიც ცნობილია ყოველი მეშვიდე კლასელისთვის (მყარი, თხევადი და აირი), არის სხვა აგრეგატული მდგომარეობა. ერთ-ერთი მათგანია ბოზის კონდენსატი - მატერიის მდგომარეობა, რომელიც მიიღწევა აბსოლუტურ ნულთან ახლოს ტემპერატურაზე. ამ მდგომარეობაში მატერია იწყებს სხვადასხვა საინტერესო თვისებების გამოვლენას, მაგალითად, ნაწილაკების ჯგუფი იქცევა როგორც ერთი ნაწილაკი. ასეთი მდგომარეობის შესაძლებლობა 1925 წელს იწინასწარმეტყველა ალბერტ აინშტაინმა. 1995 წელს ამერიკელმა ფიზიკოსებმა ერიკ კორნელიმ და კარლ ვიმანმა მოაწყვეს ექსპერიმენტი, რომლის დროსაც მიიღეს ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი (ამ აღმოჩენისთვის მათ 2001 წელს მიიღეს ნობელის პრემია გერმანელ ვოლფგანგ კეტერლესთან ერთად).

ექსპერიმენტში მეცნიერებმა გამოიყენეს ლითონის ატომები (რუბიდიუმი). მაგრამ იდეა, რომ შექმნილიყო ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი სხვა ნაწილაკებისგან, კერძოდ კი ფოტონებიდან, ისე, რომ სისტემა ერთი „სუპერფოტონივით“ მოიქცეს, ფუნდამენტურ პრობლემას წააწყდა. ფაქტია, რომ ფოტონები, მიუხედავად იმისა, რომ მათ აქვთ ნაწილაკების თვისებები, გაციების დროს შეიწოვება გარემომცველი მასალების მიერ, რითაც ავლენს მათ ტალღურ ბუნებას.

ბონის უნივერსიტეტის ფიზიკოსებმა მარტინ ვეიცის ხელმძღვანელობით შეძლეს ამ პრობლემის გადაჭრა.

უფრო მეტიც, მათ შექმნეს Bose-Eishntein კონდენსატი ოთახის ტემპერატურაზე.

ამ ნაწარმოების ერთ-ერთ აღწერაში, მაგალითად, არის ისეთი ფრაზა, როგორიცაა "პატარა სენსაცია". ზორან ჰაჯიბაბიჩი კემბრიჯის უნივერსიტეტიდან თქვა ნიუ მეცნიერმარომ გერმანელი მეცნიერების ნაშრომი, რომელიც გამოქვეყნებულია Nature-ში, "ხურავს წრეს, რომლის დახატვაც ბოზმა და აინშტაინმა თეორიულად დაიწყეს 85 წლის წინ."

ვოლკერ ლანერტი, ბონის უნივერსიტეტი

გერმანელი ფიზიკოსების ექსპერიმენტული წყობის სიმარტივე ასევე იმსახურებს აღფრთოვანებას. ექსპერიმენტში მათ გამოიყენეს ორი მაღალი ამრეკლავი ჩაზნექილი სარკე, რომლებიც ერთმანეთისგან 1 მიკრონი (10-6 მეტრი) დაშორებით იყო დაშორებული. სარკეები მოათავსეს "საღებავში" - წითელ თხევად ორგანულ გარემოში. ექსპერიმენტატორებმა მწვანე ლაზერის სხივები ამ გარემოში იმპულსეს. სარკეებიდან არაერთხელ არეკლილი სინათლე „საღებავში“ გადიოდა. ამ შემთხვევაში „საღებავების“ მოლეკულებმა შთანთქა ლაზერული ფოტონები და ხელახლა ასხივეს ისინი უფრო დაბალი ენერგიით, ხილული ფერის ყვითელ რეგიონში. ანუ, მეცნიერებმა თავიანთ ხაფანგში მიაღწიეს ფოტონების წონასწორულ ენერგეტიკულ მდგომარეობას ოთახის ტემპერატურაზე.

„ამ პროცესის დროს ფოტონები გაცივდნენ ოთახის ტემპერატურამდე „დაკარგვის გარეშე“, განმარტა მარტინ ვეიცმა.

ინსტალაციაში ფოტონების რაოდენობის გაზრდით (ამისთვის ლაზერის უფრო კაშკაშა იყო საჭირო), მეცნიერებმა მიაღწიეს დაახლოებით ტრილიონი ფოტონის სიმკვრივეს კუბურ სანტიმეტრზე. ასეთ სიმკვრივეში გაჩნდა ფოტონები, რომლებიც ვერ მონაწილეობდნენ ენერგეტიკულ ბალანსში. ეს ჭარბი ფოტონები ერთდროულად გადავიდნენ ბოზე-აინშტაინის კონდენსატის მდგომარეობაში, კონდენსირებული ერთ დიდ „სუპერფოტონში“. „ყველა ფოტონი ფეხებამდე დაიწყო“, - თქვა ვეიცმა ამ ფენომენზე.

გაცივებული რუბიდიუმის ატომებისგან ბოზე-აინშტაინის კონდენსატის წარმოქმნასთან შედარებით, მიმდინარე ექსპერიმენტი სასაცილოდ მარტივი ჩანს. განაცხადა Nature News-მამათიას ვაიდემიულერი ფრაიბერგის უნივერსიტეტიდან. ის თვლის, რომ გერმანელი მეცნიერების მიერ შემოთავაზებული სინათლის კონდენსაციის მეთოდი განსაკუთრებით ეფექტურია მზის პანელებში მზის შუქის შეგროვებისა და ფოკუსირებისთვის ღრუბლიან ამინდში, როდესაც არ არსებობს პირდაპირი განათების შეგროვების საშუალება.

გარდა ამისა, ამ სქემას შეუძლია შექმნას მოკლე ტალღის სიგრძის ლაზერული გამოსხივების ახალი წყაროები, კერძოდ რენტგენის სხივები.

თავად ვეიცს სჯერა, რომ მისი და მისი კოლეგების მუშაობამ შეიძლება ხელი შეუწყოს ელექტრონული მოწყობილობების, განსაკუთრებით კომპიუტერული მიკროჩიპების ზომის შემცირებას. ეს, თავის მხრივ, საშუალებას მისცემს შექმნას ახალი თაობის კომპიუტერები, უფრო მაღალი წარმადობით, ვიდრე ახლანდელი.

ვოლფგანგ კეტერლემ, ნობელის პრემიის ერთ-ერთმა ლაურეატმა რუბიდიუმის ატომებიდან ბოზე-აინშტაინის კონდენსატის მიღებისთვის, თქვა: „როდესაც ლექციებს ვკითხულობ, სტუდენტებს ვეუბნები, თუ რატომ ვერ მიიღება ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი ფოტონების გამოყენებით, რათა ვაჩვენო. ფუნდამენტური განსხვავება ფოტონებსა და ატომებს შორის. მაგრამ ახლა ეს განსხვავება გაქრა. ”

ზოგადად, ნაწილაკები შეიძლება დაიყოს ფერმიონებად და ბოზონებად (ნახევრად მთელი და მთელი რიცხვი სპინებით). როდესაც ბოზონებს გაცივებთ აბსოლუტურ ნულთან ახლოს ტემპერატურამდე, მათ შეუძლიათ კონდენსირება მოახდინოს მატერიის კოლექტიურ მდგომარეობაში, რომელიც ცნობილია როგორც ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი, როდესაც ატომების საკმაოდ დიდი რაოდენობა იდენტურ კვანტურ მდგომარეობაშია, რაც საშუალებას გაძლევთ დააკვირდეთ სხვადასხვა უჩვეულო მოვლენებს. , იგივე ზეგამტარობის მსგავსად.

პირველი ექსპერიმენტი კონდენსატის მიღების შესახებ, რომელიც ეხებოდა რუბიდიუმის ატომებს, რომლებიც გაცივდა თითქმის აბსოლუტურ ნულამდე. მარცხნივ - მონაცემები ატომების სიჩქარის განაწილების შესახებ კონდენსატის გამოჩენამდე, ცენტრში - დაუყოვნებლივ, მარჯვნივ - გარკვეული დროის შემდეგ. (ილუსტრ. R. Zhang.)

1925 წელს კონდენსატის თეორიული პოსტულაციიდან ლაბორატორიაში მის პირველ აღმოჩენამდე 60 წელი გავიდა, მაგრამ ის ჯერ კიდევ ძალიან შორს არის ამ ფენომენთან დაკავშირებული ყველა მწვერვალის დაპყრობისგან. კერძოდ, კონდენსატი მიიღეს რუბიდიუმის ატომების ბაზაზე აირისებრ მდგომარეობაში, თუმცა ბევრად უკეთესი იქნებოდა ფოტონებთან გამკლავება. წმინდა თეორიული მნიშვნელობის გარდა, ასეთ შედეგს ასევე შეიძლება ჰპოვოს გამოყენება - უჩვეულო თვისებების მქონე ლაზერებში ან თუნდაც ახალი ტიპის მზის უჯრედებში.

მაგრამ შეიძლება თუ არა ფოტონები "კონდენსაცია"? სინათლის ნაწილაკებს არ აქვთ მასა, რაც, როგორც ჩანს, მთავარი მოთხოვნაა ბოზე-აინშტაინის კონდენსატის მისაღებად. ამ სირთულის დასაძლევად, ფიზიკოსები ცდილობდნენ სინათლე შეეზღუდათ ოპტიკურ ღრუში ორ პარალელურ ამრეკლავ ფირფიტას შორის, რაც ფოტონებს აიძულებდა ისე იქცეოდნენ, თითქოს მასა ჰქონდათ. ასეთი ხაფანგიდან სინათლის "გაჟონვის" თავიდან ასაცილებლად, მისი კედლები ოდნავ მოხრილი უნდა იყოს.

2010 წელს ექსპერიმენტულად აჩვენეს, რომ ასეთი ხაფანგის შექმნა საკმაოდ რეალურია, მაგრამ სერიოზული პრობლემები დარჩა ასეთი ექსპერიმენტების შედეგების ინტერპრეტაციასთან დაკავშირებით. მათში დარწმუნებისთვის საჭირო იყო რამდენიმე კონკრეტული მოთხოვნის შესრულება. ჯერ ერთი, მთელი სისტემა უნდა იყოს ორგანზომილებიანი, აბსოლუტურად ბრტყელი, რისი განხორციელებაც ძალიან რთულია სამგანზომილებიან სამყაროში. მეორეც, დარწმუნებული უნდა ვიყოთ, რომ ფოტონებს შორის არსებული გარემო (და ეს არ არის ჰაერი) არ იმოქმედებს მათ „კონდენსაციაზე“ გაგრილების დროს.