នៅថ្ងៃព្រហស្បតិ៍ទី 24 ខែវិច្ឆិកានៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិវិទ្យាសាស្ត្រដ៏មានកិត្យានុភាពបំផុត - ធម្មជាតិ- អត្ថបទមួយបានលេចឡើងដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដែលជាលើកដំបូងអាចទទួលបាន condensate Bose-Einstein ដោយផ្អែកលើ photons ។ ភាគច្រើនទំនងជាសម្រាប់អ្នកអានភាគច្រើន ប្រយោគមុនមិនបាននិយាយអ្វីទេ - ហើយមិនគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលទេ។ សារធាតុ Bose-Einstein condensate គឺជាទម្រង់រូបធាតុដ៏ជាក់លាក់មួយ ប៉ុន្តែគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មិនគួរឱ្យជឿ ដែលជួនកាលគេហៅថារដ្ឋទីប្រាំរបស់វា ស្មើនឹងរឹង រាវ ឧស្ម័ន និងប្លាស្មា។ នៅពេលដែលសារធាតុមួយស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពនេះ ឥទ្ធិពល Quantum ចាប់ផ្តើមលេចឡើងនៅក្នុងវានៅកម្រិតម៉ាក្រូ - តាមពិតទៅ សារធាតុ Bose-Einstein condensate គឺជាភាគល្អិតក្វាន់តុំធំ (ធំណាស់) ។

ទ្រឹស្ដី

Bose-Einstein Condensate (BEC) ដែលមានមូលដ្ឋានលើ photons គឺជាកំណែ "កម្រិតខ្ពស់" នៃ BEC ហើយអស់រយៈពេលជាយូរណាស់មកហើយ វាត្រូវបានគេជឿថាវាមិនអាចទទួលបានជាគោលការណ៍។ ប៉ុន្តែ​មុន​នឹង​និយាយ​អំពី​វា វា​គួរ​តែ​ពន្យល់​ពី​អ្វី​ដែល Bose-Einstein condensate មួយ​។ ប្រទេសឥណ្ឌាអាចត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជាស្រុកកំណើតនៃគំនិតនេះ - វានៅទីនោះដែលភាគច្រើននៃពេលវេលាដែលមនុស្សម្នាក់រស់នៅនិងធ្វើការជាលើកដំបូងដែលបង្ហាញពីលទ្ធភាពនៃអត្ថិភាពនៃស្ថានភាពដែលមិនស្គាល់ពីមុន។ ឈ្មោះរបស់បុរសនេះគឺ Shatyendranath Bose ហើយគាត់គឺជាបិតាស្ថាបនិកម្នាក់នៃ quantum mechanics ។

ដើម្បីអបអរសាទរគុណសម្បត្តិវិទ្យាសាស្ត្ររបស់បូស ប្រភេទនៃភាគល្អិតបឋមមួយប្រភេទ បូសុន ត្រូវបានដាក់ឈ្មោះតាមគាត់។ ឧទាហរណ៍ បូសុន រួមមាន ផូតុន ដែលជាក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនមេដែកអេឡិចត្រិច និងគ្លូអុង ដែលផ្ទុកនូវអន្តរកម្មដ៏ខ្លាំងក្លា និងកំណត់ភាពទាក់ទាញនៃ quark ទៅគ្នាទៅវិញទៅមក។ Higgs boson ដ៏ល្បីល្បាញសម្រាប់ការស្វែងរកដែល Large Hadron Collider ត្រូវបានបង្កើតឡើង ក៏ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ប្រភេទនៃភាគល្អិតបឋមនេះផងដែរ។

កម្មសិទ្ធិនៃភាគល្អិតរបស់បូសុនត្រូវបានកំណត់ដោយការបង្វិលរបស់វា - សន្ទុះជ្រុងខាងក្នុងនៃភាគល្អិតបឋម (ជួនកាលគំនិតនៃការបង្វិលត្រូវបានកំណត់ថាជាការបង្វិលនៃភាគល្អិតជុំវិញអ័ក្សរបស់វា ប៉ុន្តែការបង្ហាញបែបនេះធ្វើឱ្យស្ថានភាពកាន់តែងាយស្រួល)។ ការបង្វិលនៃ boson គឺតែងតែជាចំនួនគត់ - នោះគឺវាត្រូវបានបញ្ជាក់ជាចំនួនគត់។ ភាពខុសគ្នានៃភាគល្អិតបឋមមួយទៀត - fermions - មានការបង្វិលពាក់កណ្តាលចំនួនគត់។

Fermions (ឆ្វេង) តម្រង់ជួរយោងទៅតាមថាមពលនៃកម្រិត quantum ខណៈពេលដែល bosons (ស្តាំ) អាចប្រមូលផ្តុំនៅកម្រិតជាមួយនឹងថាមពលទាបបំផុត។ រូបភាពនៃបញ្ហាទី 23 នៃព្រឹត្តិបត្រ PersT ឆ្នាំ 2003

Bosons និង fermions ខុសគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមកមិនត្រឹមតែតម្លៃនៃការបង្វិលប៉ុណ្ណោះទេ - ភាគល្អិតទាំងនេះគឺខុសគ្នានៅក្នុងលក្ខណៈសម្បត្តិជាមូលដ្ឋានមួយចំនួន។ ជាពិសេស bosons ប្រហែលជាមិនគោរពតាមអ្វីដែលហៅថាគោលការណ៍ Pauli ឬការហាមឃាត់ ដែលកំណត់ថាភាគល្អិតបឋមពីរមិនអាចស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាព Quantum តែមួយបានទេ។ រដ្ឋ Quantum ខុសគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងថាមពល ហើយនៅសីតុណ្ហភាពទាប fermions (ដែលគោរពយ៉ាងតឹងរ៉ឹងចំពោះការបដិសេធ Pauli) បំពេញរដ្ឋជាបន្តបន្ទាប់។ រដ្ឋដែលមានថាមពលទាបបំផុត (ភាគច្រើន "មិនតានតឹង" សម្រាប់ភាគល្អិត) ត្រូវបានកាន់កាប់មុនគេ ហើយរដ្ឋដែលមានថាមពលខ្ពស់បំផុតគឺចុងក្រោយ។ ច្បាស់បំផុត ទ្រព្យសម្បត្តិនៃសារធាតុ fermions នេះដើម្បីតម្រង់ជួរនៅក្នុងបន្ទាត់មួយយោងទៅតាមស្ថានភាព Quantum គឺអាចកត់សម្គាល់បាននៅសីតុណ្ហភាពទាប នៅពេលដែលឥរិយាបថនៃប្រព័ន្ធមិនត្រូវបានបិទបាំងដោយការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព។

Bosons នៅសីតុណ្ហភាពទាបមានឥរិយាបទខុសគ្នា - ពួកគេមិនត្រូវបានកំណត់ដោយការដក Pauli ទេហើយដូច្នេះមានទំនោរកាន់កាប់កន្លែងដែលងាយស្រួលបំផុតនោះគឺកម្រិតកង់ទិចដែលមានថាមពលទាបបំផុតប្រសិនបើអាចធ្វើទៅបាន។ ជាលទ្ធផលនៅពេលដែល bosons ត្រជាក់, ដូចខាងក្រោមកើតឡើង: ពួកគេចាប់ផ្តើមផ្លាស់ទីយឺតណាស់ - ក្នុងល្បឿននៃលំដាប់នៃមីលីម៉ែត្រជាច្រើនក្នុងមួយវិនាទី, យ៉ាងជិតស្និទ្ធ "ចុច" គ្នាទៅវិញទៅមក "លោត" ចូលទៅក្នុងស្ថានភាព Quantum ដូចគ្នានិងនៅទីបំផុត។ ចាប់ផ្តើមមានឥរិយាបទក្នុងលក្ខណៈសំរបសំរួល - របៀបដែលភាគល្អិត quantum ដ៏ធំនឹងប្រព្រឹត្ត។

វាគឺអំពីការផ្លាស់ប្តូរនេះ ដែលគួរតែកើតឡើងជាមួយបូសុននៅសីតុណ្ហភាពជិតសូន្យដាច់ខាត ដែល Shatyendranath Bose បានសរសេរទៅកាន់ Albert Einstein នៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1920 ។ Bose នឹងផ្ញើការគណនារបស់គាត់ទៅទស្សនាវដ្តីមួយ។ Zeitschrift fur Physikប៉ុន្តែ Einstein ត្រូវបានបំផុសគំនិតយ៉ាងខ្លាំងដោយគំនិតរបស់សហសេវិកជនជាតិឥណ្ឌារបស់គាត់ដែលគាត់បានបកប្រែអត្ថបទរបស់គាត់ពីភាសាអង់គ្លេសទៅជាភាសាអាឡឺម៉ង់ភ្លាមៗហើយផ្ញើវាទៅអ្នកកែសម្រួល។ អ្នកបង្កើតទ្រឹស្ដីទូទៅ និងពិសេសនៃការទាក់ទងគ្នាបានបង្កើតការពិចារណារបស់ Bose (សាសនាហិណ្ឌូបានចាត់ទុកថាមានតែ photons ហើយ Einstein បានបន្ថែមទ្រឹស្តីរបស់ Bose សម្រាប់ភាគល្អិតជាមួយនឹងម៉ាស់) ហើយបានបង្ហាញការសន្និដ្ឋានរបស់គាត់នៅក្នុងអត្ថបទពីរបន្ថែមទៀតដែលត្រូវបានបោះពុម្ពផងដែរនៅក្នុង Zeitschrift fur Physik.

អនុវត្ត

ដូច្នេះហើយ ទ្រឹស្តី BBE ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងទីបីដំបូងនៃសតវត្សទី 20 ប៉ុន្តែអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាចទទួលបានបញ្ហានៅក្នុងរដ្ឋនេះតែបន្ទាប់ពី 70 ឆ្នាំប៉ុណ្ណោះ។ ហេតុផលសម្រាប់ការពន្យារពេលគឺសាមញ្ញ - ដើម្បីឱ្យ bosons ចាប់ផ្តើមមានឥរិយាបទជាប្រព័ន្ធ Quantum តែមួយ ពួកគេត្រូវត្រជាក់ដល់សីតុណ្ហភាពដែលខុសពីសូន្យដាច់ខាត (ដក 273.15 អង្សាសេ) ដោយពីរបីលាននៃដឺក្រេមួយ។ អស់រយៈពេលជាយូរមកហើយ អ្នករូបវិទ្យាមិនអាចសម្រេចបាននូវសីតុណ្ហភាពទាបបែបនេះទេ។ ការលំបាកទីពីរគឺថាសារធាតុជាច្រើននៅពេលជិតដល់សូន្យដាច់ខាតចាប់ផ្តើមមានឥរិយាបទដូចជាវត្ថុរាវ ហើយដើម្បីទទួលបាន BEC វាចាំបាច់ក្នុងការរក្សាពួកវាជា "ឧស្ម័ន" (ពាក្យ "ឧស្ម័ន" ស្ថិតនៅក្នុងសញ្ញាសម្រង់ ចាប់តាំងពីនៅសីតុណ្ហភាពទាបបំផុត។ ភាគល្អិតនៃសារធាតុបាត់បង់ការចល័តរបស់ពួកគេ - មួយនៃសញ្ញាមូលដ្ឋាននៃឧស្ម័ន) ។

នៅពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 វាត្រូវបានបង្ហាញថាលោហៈអាល់កាឡាំងសូដ្យូមនិង rubidium រក្សាលក្ខណៈសម្បត្តិ "ត្រឹមត្រូវ" របស់ពួកគេនៅពេលត្រជាក់ដែលមានន័យថាពួកគេអាចចូលទៅក្នុងរដ្ឋ BEC តាមទ្រឹស្តី (ទាំងអ៊ីសូតូប rubidium-87 និងអ៊ីសូតូបសូដ្យូម-23 តែមួយគត់។ មានការបង្វិលអាតូមចំនួនគត់ ហើយត្រូវបានគេហៅថា bosons ផ្សំ)។ ដើម្បីបន្ថយសីតុណ្ហភាពនៃអាតូម rubidium ដល់សីតុណ្ហភាពទាបបំផុតដែលត្រូវការ អ្នកស្រាវជ្រាវ Eric A. Cornell និង Carl Wieman នៃ JILA - វិទ្យាស្ថានរួមគ្នានៃវិទ្យាស្ថានស្តង់ដារ និងបច្ចេកវិទ្យាជាតិសហរដ្ឋអាមេរិក (NIST) និងសាកលវិទ្យាល័យ Colorado នៅ ផ្ទាំងថ្ម - ប្រើម៉ាស៊ីនត្រជាក់ឡាស៊ែរ រួមជាមួយនឹងការត្រជាក់ហួត។

ដោយមានជំនួយពីឡាស៊ែរ អាតូមត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ដូចខាងក្រោមៈ អាតូមមួយស្រូបយក ហ្វូតុន ឆ្ពោះទៅរកវា ហើយបន្ទាប់មកបញ្ចេញវិទ្យុសកម្ម។ ក្នុងករណីនេះ ការបន្ថយល្បឿនបន្តិចម្តងៗនៃអាតូមកើតឡើង ហើយសីតុណ្ហភាពនៃអាតូមសរុបមានការថយចុះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការធ្វើឱ្យត្រជាក់ដោយឡាស៊ែរតែមួយមុខមិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីឈានដល់សីតុណ្ហភាពដែលការផ្លាស់ប្តូរទៅរដ្ឋ BEC អាចធ្វើទៅបាននោះទេ។ អ្នកអាច "យក" ប្រភាគបន្ថែមនៃដឺក្រេមួយ ប្រសិនបើអ្នកដកអាតូមលឿនបំផុតចេញពីល្បាយ (តែមួយពែងដែលទុកនៅលើតុត្រូវត្រជាក់តាមគោលការណ៍ដូចគ្នា)។

យោងតាមគោលការណ៍នៃរលក Quantum-wave dualism វត្ថុនៃមីក្រូវើលអាចមានឥរិយាបទទាំងជាភាគល្អិត និងជារលក។ ដើម្បីឱ្យសារធាតុមួយឆ្លងចូលទៅក្នុងរដ្ឋ BEC អាតូមរបស់វាត្រូវតែចូលទៅជិតគ្នាទៅវិញទៅមកដោយចម្ងាយដែលអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងរលករបស់វា។ បន្ទាប់មករលកចាប់ផ្តើមធ្វើអន្តរកម្ម ហើយឥរិយាបទនៃភាគល្អិតនីមួយៗក្លាយជាសំរបសំរួល។

នៅឆ្នាំ 1995 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពី JILA បានគ្រប់គ្រងអាតូមចំនួន 2 ពាន់នៃ rubidium-87 ទៅសីតុណ្ហភាព 20 nanokelvins (nanokelvin មួយគឺ 1x10-9 kelvin) ហើយជាលទ្ធផលពួកគេបានចូលទៅក្នុងរដ្ឋ KBE ។ condensate ត្រូវបានរក្សាទុកនៅក្នុងបន្ទប់ពិសោធន៍ដោយមធ្យោបាយនៃអន្ទាក់ម៉ាញ៉េទិចនៃការរចនាពិសេស។ បួនខែបន្ទាប់ពីក្រុម Cornell និង Wieman បានចេញផ្សាយលទ្ធផលរបស់ពួកគេ អត្ថបទមួយបានលេចចេញដោយរូបវិទូ Wolfgang Ketterle នៃវិទ្យាស្ថានបច្ចេកវិទ្យា Massachusetts (MIT) ដែលបានគ្រប់គ្រងដើម្បីទទួលបាន BEC ដោយផ្អែកលើអាតូមសូដ្យូម។ Ketterle បានប្រើគោលការណ៍ខុសគ្នាបន្តិចបន្តួចនៃការកាន់អាតូមនៅក្នុងអន្ទាក់ម៉ាញេទិក ហើយគាត់បានផ្ទេរអាតូមជាច្រើនទៀតទៅ "ស្ថានភាពទីប្រាំ" ជាងសហសេវិករបស់គាត់មកពី JILA ។ ក្នុងឆ្នាំ 2001 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រទាំងបីបានទទួលរង្វាន់ណូបែលរូបវិទ្យា។

ចាប់តាំងពីឆ្នាំ 1995 មក ក្រុមអ្នករូបវិទ្យាជាច្រើនបានចូលរួមក្នុងការទទួលបាន និងសិក្សា BEC ដែលបានសិក្សាពី eddies ដែលកើតឡើងនៅក្នុងវា ការជ្រៀតជ្រែកនៃរលករវាង condensates និងច្រើនទៀត។ ក្នុងឆ្នាំ 2009 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជាលើកដំបូងនៅក្នុងស្ថានភាពនៃអាតូមកាល់ស្យូមនេះ - លំនាំរលកដែលកំពុងលេចឡើងសម្រាប់ធាតុនេះគឺច្បាស់ជាងសម្រាប់លោហៈអាល់កាឡាំង។ ក្នុងឆ្នាំ 2003 ក្រុម Ketterle អាចបង្កើត analogue នៃឡាស៊ែរពី BEC និងសូម្បីតែទទួលបាន BEC ពី fermions ។ ទីបំផុតក្នុងឆ្នាំ 2010 វាជាលើកដំបូង - អស់រយៈពេលជាយូរណាស់មកហើយ អ្នករូបវិទ្យាជាច្រើនបានប្រាកដថា វាមិនអាចទៅរួចជាមូលដ្ឋាន។

ជាពិសេស អ្នកជំនាញបានជឿថា quanta ពន្លឺនឹងត្រូវបានស្រូបយកដោយជញ្ជាំងនៃបន្ទប់ពិសោធន៍ និង "គេចចេញ" ពីអ្នកពិសោធន៍។ ដើម្បីចាប់ ត្រជាក់ និងរក្សាហ្វូតុងឱ្យបានគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីទទួលបាន និងសិក្សា BEC អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពីសាកលវិទ្យាល័យ Bonn បានប្រើកញ្ចក់កោងពីរ ដែលចម្ងាយរវាងគ្នាគឺប្រហែល 1.5 មីក្រូម៉ែត្រ - នេះគឺអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រវែងរលកនៃហ្វូតុងក្នុងស្ថានភាពបរិមាណជាមួយនឹង ថាមពលអប្បបរមា។

វិធីសាស្រ្តនៃការត្រជាក់ឡាស៊ែរសម្រាប់ photons គឺមិនអាចអនុវត្តបានទេ - ពួកគេមានអន្តរកម្មខ្សោយពេកជាមួយគ្នាទៅវិញទៅមក ដូច្នេះអ្នកស្រាវជ្រាវបានធ្វើឱ្យពួកគេត្រជាក់ជាមួយនឹងថ្នាំជ្រលក់ពិសេសដែលស្រូបយក និងបញ្ចេញពន្លឺ quanta ។ Photons បានប៉ះទង្គិចជាមួយម៉ូលេគុលរបស់វា ហើយបន្តិចម្តងៗ សីតុណ្ហភាពរបស់វាត្រូវបានតម្រឹមជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាពនៃសារធាតុជ្រលក់។ មិនដូចអាតូមទេ ដើម្បីទទួលបាន BECs ដែលមានមូលដ្ឋានលើ photon ពួកគេមិនចាំបាច់ត្រជាក់ដល់សូន្យ kelvins ទេ - ការផ្លាស់ប្តូរកើតឡើងនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់រួចហើយ។ អ្នកស្រាវជ្រាវខ្លួនឯង "បូម" ហ្វូតុងចូលទៅក្នុងរន្ធដោយប្រើឡាស៊ែរ។ ការផ្លាស់ប្តូរទៅកាន់រដ្ឋ BEC បានកើតឡើងនៅពេលដែលចំនួននៃ photons ឈានដល់ 60,000 ។

អ្នកអានប្រហែលជាឆ្ងល់ថាហេតុអ្វីបានជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្ររំខានជាមួយ KBE ដែលមិនអាចយល់បាន។ នោះគឺជាការចាប់អារម្មណ៍ជាមូលដ្ឋានសុទ្ធសាធរបស់អ្នករូបវិទ្យាដើម្បី "មានអារម្មណ៍" និងមើលដោយផ្ទាល់នូវការបង្ហាញនៃច្បាប់នៃមេកានិចកង់ទិចគឺអាចយល់បាន ប៉ុន្តែតើ "រដ្ឋទីប្រាំ" មានការអនុវត្តជាក់ស្តែងដែលមានប្រយោជន៍ទេ? ដូចនៅក្នុងករណីនៃការរកឃើញរូបវន្តផ្សេងទៀត សំណួរបែបនេះគឺមុនអាយុ - វាមិនទំនងទេដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដែលបានសិក្សាពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃការពុកផុយវិទ្យុសកម្ម ឬអេឡិចត្រុងអាចទស្សន៍ទាយថាតើផលវិបាកនៃការងាររបស់ពួកគេនឹងមានកម្រិតណា។

ទីមួយ មិនយូរមិនឆាប់ វិស្វករបានបង្កើតឧបករណ៍ថ្មី ដែលវត្ថុដែលបានសិក្សាត្រូវបានប្រើដោយផ្ទាល់ ហើយដែលមិនអាចបង្កើតបាន មុនពេលអ្នករូបវិទ្យាពិពណ៌នាអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វត្ថុទាំងនេះ។ ហើយទីពីរ ការសិក្សាអំពីបាតុភូតថ្មីពង្រីកគំនិតរបស់មនុស្សអំពីរូបវិទ្យា ហើយអនុញ្ញាតឱ្យនៅពេលអនាគតដើម្បីស្វែងរក និងពន្យល់ពីបាតុភូតដែលមិនស្គាល់ពីមុនផ្សេងទៀតដែលនឹងបង្កើតជាមូលដ្ឋាននៃឧបករណ៍ និងបច្ចេកវិទ្យាថ្មីៗជាដើម។

នៅពេលនេះ កម្មវិធីជាក់ស្តែងមួយក្នុងចំណោមកម្មវិធីជាក់ស្តែងបំផុតរបស់ BEC ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាការបង្កើតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជាក់លាក់បំផុតដោយផ្អែកលើវា ឧទាហរណ៍ ឧបករណ៍រាវរកវាលម៉ាញេទិក ឬទំនាញផែនដី។ ការព្យាករណ៍លម្អិតបន្ថែមទៀតអាចត្រូវបានធ្វើឡើងដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ BEC ត្រូវបានសិក្សាបន្ថែមទៀត ដែលកំពុងតែផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងលឿន។

BOSE-EINSTEIN CONDENSATION(Bose condensation) - បាតុភូត quantum ដែលមាននៅក្នុងការពិតដែលថានៅក្នុងប្រព័ន្ធនៃចំនួនដ៏ច្រើននៃភាគល្អិតដែលគោរពតាម Bose - ស្ថិតិរបស់ Einstein(Bose gas ឬ Bose liquid) នៅ temp-pax ខាងក្រោម ការថយចុះកម្តៅនៅក្នុងរដ្ឋដែលមានសូន្យ namepulse មានប្រភាគកំណត់នៃភាគល្អិតទាំងអស់នៃប្រព័ន្ធ។ ពាក្យ "B-E. to" ។ គឺផ្អែកលើភាពស្រដៀងគ្នានៃបាតុភូតនេះជាមួយនឹងការ condensation នៃឧស្ម័នចូលទៅក្នុងអង្គធាតុរាវមួយ ទោះបីជាបាតុភូតទាំងនេះខុសគ្នាទាំងស្រុងក៏ដោយ ដោយសារតែក្នុងអំឡុងពេល B.-E. to. វាកើតឡើងនៅក្នុងចន្លោះនៃ momenta និងការចែកចាយនៃភាគល្អិតនៅក្នុងកូអរដោណេ។ លំហមិនផ្លាស់ប្តូរទេ។ ទ្រឹស្តីនៃ B.-E. to សាងសង់ដោយ A. Einstein (A. Einstein) ក្នុងឆ្នាំ 1925 និងត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ F. London (F. London) ក្នុងឆ្នាំ 1938 ។

ចាប់តាំងពី BEC កើតឡើងសូម្បីតែនៅក្នុងឧស្ម័ន Bose ដ៏ល្អមួយ វាត្រូវបានបង្កឡើងដោយលក្ខណៈសម្បត្តិនៃមុខងាររលកនៃភាគល្អិត ហើយមិនមែនដោយសារអន្តរកម្មរវាងពួកវានោះទេ។ សម្រាប់ឧស្ម័ន Bose ដ៏ល្អពី Bose - ការចែកចាយរបស់ Einstein

(កន្លែងណា ធ- អាប់ស។ temp-pa, អ៊ី រ- ថាមពលនៃភាគល្អិតដែលមានសន្ទុះ - គីមី។ សក្តានុពល) វាធ្វើតាមថានៅក្នុងថាមពលទាបបំផុត។ រដ្ឋជាមួយគឺជាភាគល្អិត។ វាធ្វើតាមពីភាពវិជ្ជមានដែលថាប្រសិនបើកត្តា degeneracy គឺនៅជិត 1 បន្ទាប់មកអាចមានភាគល្អិតជាច្រើននៅក្នុងរដ្ឋ c ។ ដូច្នេះការរួមចំណែកនៃភាគល្អិត c មិនអាចត្រូវបានគេធ្វេសប្រហែសក្នុងការគណនា cp ។ បរិមាណ។ ពីលក្ខខណ្ឌនៃភាពជាប់លាប់នៃចំនួនសរុបនៃភាគល្អិតនៅក្នុងបរិមាណ វអនុវត្តតាម ur-tion សម្រាប់៖

គឺជារលកប្រវែង de Broglie ដែលត្រូវនឹងចលនាកម្ដៅ។ tគឺជាម៉ាស់នៃភាគល្អិត។ ពី​ទីនេះ T0- អត្រានៃការ condensation Bose ឬអត្រានៃការ degeneration ត្រូវបានរកឃើញពីលក្ខខណ្ឌដែលត្រូវបានសរសេរនៅក្នុងដាន។ ទម្រង់៖ .

នៅ T=0ភាគល្អិតទាំងអស់គឺនៅក្នុង condensate ខណៈដែលនៅក្នុង condensate គឺមានតែ ន 0 ភាគល្អិតហើយនៅសល់គោរពតាម . នៅពេលដែលសម្ពាធប្រែទៅជាមុខងារនៃសីតុណ្ហភាពតែមួយគត់ និងមិនអាស្រ័យលើបរិមាណ ចាប់តាំងពីភាគល្អិត condensate មិនមានសន្ទុះ មិនរួមចំណែកដល់សម្ពាធ។ នៅ , ដេរីវេនៃសមត្ថភាពកំដៅជួបប្រទះការលោតមិនកំណត់ ខណៈពេលដែលសមត្ថភាពកំដៅខ្លួនវា ថាមពល និងសម្ពាធនៅតែបន្ត ដូច្នេះប្រព័ន្ធឆ្លងកាត់ប្រភេទនៃការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាល។

នៅ​កន្លែងណា កគឺជាប្រវែងនៃការខ្ចាត់ខ្ចាយសម្រាប់សក្តានុពលអន្តរកម្ម។ ប្រសិនបើដង់ស៊ីតេមិនតូចទេនោះ ចំនួននៃភាគល្អិតនៅក្នុង condensate អាចត្រូវបានប៉ាន់ស្មានដោយវិធីសាស្ត្របំរែបំរួល។ សម្រាប់វត្ថុរាវ Bose ជាមួយនឹងអន្តរកម្មនៃម៉ូលេគុលជាស្វ៊ែររឹងនៃអង្កត់ផ្ចិត ខ

សម្រាប់សង់ទីម៉ែត្រ សង់ទីម៉ែត្រ 3 គឺ 0.08 ។ យោងទៅតាមការប៉ាន់ប្រមាណដោយផ្អែកលើការខ្ចាត់ខ្ចាយនឺត្រុង ដង់ស៊ីតេនៃ condensate នៅក្នុងមួយចំនួន % និងមានការពឹងផ្អែកសីតុណ្ហភាពប្រហាក់ប្រហែលនឹងដង់ស៊ីតេនៃសមាសធាតុនៃវត្ថុរាវលើស។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដង់ស៊ីតេនៃភាគល្អិត condensate និងដង់ស៊ីតេនៃសមាសធាតុនៃវត្ថុរាវលើសមិនអាចកំណត់អត្តសញ្ញាណបានទេ ព្រោះនៅ T=0អង្គធាតុរាវទាំងអស់គឺជាវត្ថុរាវលើស ទោះបីជាមិនមានភាគល្អិតរបស់វាទាំងអស់នៅក្នុង condensate ក៏ដោយ។

នៅក្នុងឧស្ម័ននៃអាតូមបូសុន អាតូមមួយចំនួនបាត់បង់ថាមពល kinetic និងសន្ទុះរបស់វាទាំងស្រុងនៅសីតុណ្ហភាពទាបគ្រប់គ្រាន់ ប៉ុន្តែមានកំណត់។ អាតូមបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា បូស condensate ពីឡាតាំង។ condenso - "ក្រាស់" ។ មុខងាររលកនៃអាតូម condensate គឺត្រូវគ្នានឹងដំណាក់កាល។ នៅលើមូលដ្ឋាននេះត្រូវបានអភិវឌ្ឍ ឡាស៊ែរអាតូមិច ការបំភាយអាតូមជាមួយនឹងមុខងាររលកជាប់គ្នា។

បាតុភូតនៃការបាត់បង់ថាមពល kinetic សម្រាប់ផ្នែកមួយនៃឧស្ម័ន bosonic ដ៏ល្អមួយនៅសីតុណ្ហភាពទាប ត្រូវបានរកឃើញតាមទ្រឹស្តីដោយ A. Einstein ក្នុងឆ្នាំ 1925។ ដំណើរការនេះត្រូវបានគេហៅថា Bose condensation នៃភាគល្អិតក្នុងចន្លោះសន្ទុះ . វាត្រូវបានសិក្សាយ៉ាងលម្អិតដោយ Fritz និង Heinz London ក្នុងឆ្នាំ 1938 ។ ការ condensation Bose គឺជាផលវិបាកនៃការពិតដែលថាសក្តានុពលគីមីនៃឧស្ម័ន bosonic មិនអាចមានភាពវិជ្ជមានបានទេ។ នៅសីតុណ្ហភាពធម្មតា សក្តានុពលគីមីនៃឧស្ម័នគឺអវិជ្ជមាន។ នៅពេលសីតុណ្ហភាពថយចុះ សក្តានុពលគីមីកើនឡើង ហើយនៅសីតុណ្ហភាពទាបគ្រប់គ្រាន់វាឈានដល់តម្លៃខ្ពស់បំផុត។ ការថយចុះបន្ថែមទៀតនៃសីតុណ្ហភាពបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះនៃចំនួនភាគល្អិតនៅក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័ន ហើយអាតូមមួយចំនួនធ្លាក់ចូលទៅក្នុង condensate ។

Heinz London (1907-1970) និង Fritz London (1900-1954) -

ស្ថាបនិកនៃទ្រឹស្តីនៃ superconductivity និងគីមីវិទ្យា Quantum

វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការទទួលបាន condensation ដោយពិសោធន៍អស់រយៈពេលជាង 50 ឆ្នាំ ចាប់តាំងពីនៅសីតុណ្ហភាពទាប អន្តរអាតូមិកទាក់ទាញអាតូមទៅគ្នាទៅវិញទៅមក ចង្កោមត្រូវបានបង្កើតឡើង ហើយបន្ទាប់មកមានសភាពរាវ ឬរឹង មុនពេលចាប់ផ្តើមនៃ Bose condensation ។ ចង្កោមកើតឡើងនៅពេលដែលភាគល្អិតបី ឬច្រើនប៉ះគ្នា ដែលទំនងជាមានកំហាប់ខ្ពស់។ នៅកំហាប់ទាបនៃភាគល្អិត ការប៉ះទង្គិចជាគូនាំមុខ ដែលធានាដល់ការបង្កើតលំនឹងកម្ដៅ។ ដើម្បីបងា្ករការបង្កើតចង្កោមវាចាំបាច់ដើម្បីកាត់បន្ថយកំហាប់ឧស្ម័ន។ Metastable Bose condensate នៅក្នុងឧស្ម័នដ៏កម្រនៃ rubidium, sodium, lithium atoms ត្រូវបានទទួលជាលើកដំបូងដោយ W. Ketterle, K. Wieman និង E. Cornell ក្នុងឆ្នាំ 1995 , ល្បឿនសំឡេង។

Wolfgang Ketterle, Carl Wieman, Eric Cornell

អាតូមបូសុន. ការបង្វិលនៃអាតូមគឺជាផលបូកនៃវិលនៃអេឡិចត្រុងនៃសែល និងស្នូលនៃស្នូល ការវិលរបស់ពួកគេគឺស្មើនឹង 1/2 ។ ចំនួនអេឡិចត្រុងគឺស្មើនឹងចំនួនប្រូតុង ដូច្នេះការបង្វិលសរុបរបស់ពួកគេនៅក្នុងអាតូមអព្យាក្រឹតអេឡិចត្រូនិចគឺចំនួនគត់។ ការបង្វិលនៃអាតូមត្រូវបានកំណត់ដោយចំនួននឺត្រុង។ Bosons គឺជាអាតូមដែលមានចំនួននឺត្រុង។ ឧទាហរណ៍៖ 1 H 1 , 2 He 4 , 3 Li 7 , 11 Na 23 , 37 Rb 87 ដែលខ្ទង់ទាបគឺជាលេខសៀរៀលនៃធាតុនៅក្នុងតារាងកាលកំណត់ ឬចំនួនប្រូតុងនៅក្នុងស្នូល។ ខ្ទង់ខាងលើគឺជាលេខម៉ាស់ ឬចំនួនប្រូតុង និងនឺត្រុងនៅក្នុងស្នូល។ អាតូម​ដែល​មាន​ភាព​ខុស​គ្នា​សូម្បី​តែ​មួយ​ខ្ទង់​គឺ​បូសុន។ នៅសីតុណ្ហភាពទាប អាតូមស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពដី ដូច្នេះ ពីរដំបូងមានសូន្យវិល ហើយបីចុងក្រោយមានវិលមួយ។ ចំនួនរដ្ឋបង្វិល

ចំនួន baryon នៃ nucleon ត្រូវបានអភិរក្ស ដូច្នេះចំនួនអាតូមនៅក្នុងប្រព័ន្ធដាច់ស្រយាលមួយមិនផ្លាស់ប្តូរទេ។

ការចែកចាយថាមពលនៃបូសុន. យើងប្រើការចែកចាយ Bose-Einstein (4.10) សម្រាប់ចំនួនភាគល្អិតជាមធ្យមនៅក្នុងរដ្ឋមួយ។

,

និងដង់ស៊ីតេនៃរដ្ឋនៃឧស្ម័នបីវិមាត្រ (3.8)

, .

យើងទទួលបានចំនួនភាគល្អិតនៅក្នុងចន្លោះថាមពលនៅក្នុងឧស្ម័នដែលមានបរិមាណមួយ។ វ

. (4.77)

ចំនួនសរុបនៃភាគល្អិតស្វែងរកពី (4.77)

. (4.78)

សក្តានុពលគីមីត្រូវបានកំណត់ពី (4.78) ។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរចំនួននៃភាគល្អិតនៅតែដដែលបន្ទាប់មកពី ធមិនអាស្រ័យ

,

ដែលជាកន្លែងដែលយកទៅក្នុងគណនី។ ដូច្នេះនៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពថយចុះ |m| ថយចុះ ហើយសក្តានុពលគីមីកើនឡើងពីតម្លៃអវិជ្ជមានដល់សូន្យ។ ប្រសិនបើសីតុណ្ហភាពដែលសក្តានុពលគីមីរលាយបាត់៖

បន្ទាប់​មក​នៅ​ពេល​ដែល

. (4.79)

នៅពេល​សីតុណ្ហភាព​ធ្លាក់ចុះ​ខាងក្រោម ការលូតលាស់​នៃ​μ​គឺ​មិនអាច​ទៅរួច​ទេ ហើយ (4.78) ត្រូវបាន​បំពេញ​ដោយសារ​ការថយចុះ​នៃ​ចំនួន​ភាគល្អិត​ឧស្ម័ន​។

កម្រិត condensationគឺជាដែនកំណត់ខាងលើនៃជួរសីតុណ្ហភាពដែលសក្តានុពលគីមីគឺសូន្យ។ ពី (4.78) យើងទទួលបាន

,

កន្លែងណា នគឺជាចំនួនភាគល្អិតឧស្ម័ននៅសីតុណ្ហភាពធម្មតា។ ការប្រើប្រាស់

សម្រាប់ យើងរកឃើញអាំងតេក្រាល

,

យើង​ទទួល​បាន

. (4.80)

សីតុណ្ហភាពនៃកម្រិត condensation កើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃកំហាប់អាតូម និងជាមួយនឹងការថយចុះនៃម៉ាស់អាតូម .

ម៉ាស់អាតូមត្រូវបានបង្ហាញក្នុងន័យនៃម៉ាស

ការផ្តោតអារម្មណ៍នៃអាតូមត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃបរិមាណ molar

.

ពី (4.80) នៅក្នុងប្រព័ន្ធនៃអង្គភាព CGS យើងទទួលបាន

[TO] ។ (4.81)

សម្រាប់ 2 He 4 ជាមួយនឹងប៉ារ៉ាម៉ែត្រ:

, , ,

យើងទទួលបានប្រវែងរលក de Broglie នៅ . សម្រាប់អាតូមដែលមានថាមពលជាមធ្យម

និងសន្ទុះ

ប្រើ (4.80) និងទទួលបាន

,

.

ពិចារណាកន្លែងណា ឃយើងរកឃើញចម្ងាយមធ្យមរវាងអាតូម

.

ជាមួយនឹងការថយចុះនៃសីតុណ្ហភាព រលក de Broglie នៃអាតូមកើនឡើង ហើយនៅពេលដែលឈានដល់កម្រិត condensation វាត្រូវបានប្រៀបធៀបជាមួយនឹងចម្ងាយរវាងអាតូម។ មុខងាររលកនៃភាគល្អិតត្រួតលើគ្នា ជ្រៀតជ្រែក ហើយ Bose condensate បង្ហាញពីលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ Quantum ។

ចំនួននៃភាគល្អិត condensed. នៅក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពសក្តានុពលគីមីគឺសូន្យ។ នៅសីតុណ្ហភាពខាងក្រោម ធ 0 សមីការ (4.78)

, ,

អនុវត្តដោយកាត់បន្ថយចំនួនភាគល្អិតនៅក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័នពីដំបូង នទៅបច្ចុប្បន្ន ន 1 (ធ) ស្រដៀងគ្នាទៅនឹង (4.80) យើងទទួលបាន

, .

លទ្ធផលត្រូវបានបែងចែកដោយ (4.80)

,

និងស្វែងរកចំនួន និងកំហាប់នៃភាគល្អិតដែលនៅសល់ក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័ន៖

, (4.82)

. (4.82a)

ចំនួននៃភាគល្អិត condensed

. (4.83)

ចំនួនដែលទាក់ទងនៃភាគល្អិត condensed ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូប។

ថាមពលខាងក្នុង និងសមត្ថភាពកំដៅ. ការប្រើប្រាស់ (4.77)

,

ទទួលបានថាមពលខាងក្នុង

, (4.84)

នៅក្នុងតំបន់ condensation យើងរកឃើញ

, (4.85)

.

ថាមពលខាងក្នុងត្រូវបានកំណត់ដោយការរួមចំណែកនៃដំណាក់កាលឧស្ម័នតែប៉ុណ្ណោះ។ ថាមពលខាងក្នុងនៃដំណាក់កាល condensed គឺសូន្យ . ពី (4.85) និង (4.82)

យើងរកឃើញថាមពលក្នុងមួយភាគល្អិតនៃដំណាក់កាលឧស្ម័ននៅក្នុងតំបន់ condensation៖

. (4.86)

ពី (4.85) យើងរកឃើញសមត្ថភាពកំដៅខាងក្រោមកម្រិត condensation:

. (4.87)

ពិចារណា (4.80)

,

ពី (4.87) យើងទទួលបានសមត្ថភាពកំដៅនៅសីតុណ្ហភាព condensation

. (4.87a)

ថាមពលឥតគិតថ្លៃ. ពី (4.85)

ហើយពីសមីការ Gibbs-Helmholtz (2.29) យើងរកឃើញ

. (4.88)

Entropy និងសម្ពាធបានបង្ហាញនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃថាមពលឥតគិតថ្លៃ

ដោយគិតពី (4.88) នៅក្នុងតំបន់ condensation យើងទទួលបាន

, (4.89)

, (4.90a)

កន្សោម (4.90b) គឺ សមីការនៃស្ថានភាពនៃឧស្ម័ន quantum ឧត្តមគតិ nonrelativistic ហើយស្របគ្នានឹងសមីការនៃស្ថានភាពនៃឧស្ម័នឧត្តមគតិបុរាណ។ ប្រៀបធៀប (4.89) និង (4.82)

,

យើងរកឃើញនោះ។ entropy គឺសមាមាត្រទៅនឹងចំនួនភាគល្អិតនៃដំណាក់កាលឧស្ម័ន . អាស្រ័យហេតុនេះ entropy នៃដំណាក់កាល condensed គឺសូន្យ . សម្ពាធ (4.90a) ត្រូវបានកំណត់ដោយសីតុណ្ហភាពនិងមិនអាស្រ័យលើបរិមាណ។ ភាគល្អិត condensed មានសន្ទុះសូន្យ ហើយមិនបង្កើតសម្ពាធទេ។ វាត្រូវបានកំណត់ដោយកំហាប់នៃភាគល្អិតដំណាក់កាលឧស្ម័ន (4.82a)

,

. (4.91)

ការអនុវត្ត condensation. ការប៉ះទង្គិចគ្នាពីរភាគល្អិតធានានូវលំនឹងទែរម៉ូឌីណាមិកនៃឧស្ម័ន។ ការប៉ះទង្គិចរាងកាយបីនាំឱ្យមានការបង្កើតរដ្ឋរាវនិងរឹង។ នៅដង់ស៊ីតេឧស្ម័នខ្ពស់ ការប៉ះទង្គិចនៃភាគល្អិតបីគឺមានសារៈសំខាន់។ អន្តរអាតូមិកបង្កើតជាសភាពរាវ ឬគ្រីស្តាល់នៅសីតុណ្ហភាពទាប។ នៅដង់ស៊ីតេឧស្ម័នទាប ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការប៉ះទង្គិចគ្នានៃភាគល្អិតបីគឺតិចជាងការប៉ះទង្គិចភាគល្អិតពីរ។ ជាលទ្ធផល ស្ថានភាពដែលអាចបំប្លែងឧស្ម័នបានដែលមានអាយុកាលយូរគ្រប់គ្រាន់គឺអាចធ្វើទៅបាននៅសីតុណ្ហភាពទាប។ condensates ដំបូងត្រូវបានគេទទួលបានពីអាតូមនៃ rubidium, សូដ្យូម, អ៊ីដ្រូសែននៅសីតុណ្ហភាពឧស្ម័ននៃ ~ 10-2 K ក្រោមសម្ពាធ។ ទំ < 10 –11 мм рт. ст. с числом частиц ~10 8 и концентрацией ~10 14 см –3 .

កាន់ហ្គាសនៅក្នុងក្រឡាកញ្ចក់ដែលជម្លៀសនៅក្នុងតំបន់ដែលមានទំហំតិចជាង 1 ម.ម. អន្ទាក់ម៉ាញេទិក . ប្រព័ន្ធឧបករណ៏បង្កើតវាលម៉ាញេទិកមិនស្មើគ្នាជាមួយនឹងអប្បបរមាដាច់ខាតនៅកណ្តាល។ ពេលម៉ាញ៉េទិចនៃអាតូម ទំមនៅក្នុងដែនម៉ាញេទិក ខទទួលបានថាមពល (- ទំម× ខ) សម្រាប់​ចំណុច​ទី 2 នៅ​កណ្តាល​អន្ទាក់ វាល​គឺ​តូច​ណាស់​សម្រាប់​ចំណុច 1 នៅ​ឆ្ងាយ​ពី​ចំណុច​កណ្តាល វាល ខខ្លាំង។ នៅលំនឹងទែរម៉ូឌីណាមិក សក្ដានុពលអេឡិចត្រូគីមីគឺដូចគ្នានៅគ្រប់ចំណុចទាំងអស់។

.

អន្ទាក់ម៉ាញេទិក

នៅក្នុងស្ថានភាពដីនៃអាតូម 2 He 4 ការវិលរបស់អេឡិចត្រុងត្រូវបានដឹកនាំក្នុងទិសដៅផ្ទុយ គ្រាម៉ាញេទិករបស់វាត្រូវបានផ្តល់សំណង ហើយអាតូមមិនមានពេលម៉ាញេទិកផ្ទាល់ខ្លួនទេ។ នៅពេលដែលវាលម៉ាញេទិកខាងក្រៅត្រូវបានបើកនៅក្នុងអាតូម ចរន្តរាងជារង្វង់នៃអេឡិចត្រុងកើតឡើងដោយសារតែបាតុភូតនៃចរន្តអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ យោងទៅតាមច្បាប់របស់ Lenz ពេលវេលាម៉ាញ៉េទិចដែលជម្រុញត្រូវបានដឹកនាំប្រឆាំងនឹងវាលខាងក្រៅនេះផ្តល់ឱ្យ

,

សក្តានុពលគីមីកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃកំហាប់នៃភាគល្អិត បន្ទាប់មកយើងទទួលបាន

អាតូម​ដែល​មាន​ពេល​ម៉ាញេទិក​តម្រង់​ទៅ​នឹង​វាល​ត្រូវ​បាន​រុញ​ចេញ​ពី​កម្លាំង​ខ្លាំង​ទៅ​ក្នុង​ដែន​ម៉ាញេទិក​ខ្សោយ - " អាតូម diamagnetic ស្វែងរកវាលខ្សោយ "។ ជាលទ្ធផលអាតូមត្រូវបានប្រមូលនិងរក្សាទុកនៅកណ្តាលអន្ទាក់។ កន្លែងរក្សាទុកមើលទៅដូចជាបារីដែលមានអង្កត់ផ្ចិត ~ (10…50) µm និងប្រវែង ~ 300 µm ។ អាតូម​ត្រូវ​បាន​យក​ចេញ​ពី​អន្ទាក់​ដោយ​ជីពចរ​ខ្លី​នៃ​វិទ្យុសកម្ម​ប្រេកង់​ខ្ពស់​ដែល​ផ្អៀង​ពេល​ម៉ាញេទិច​នៃ​អាតូម។ ភាពលើសលប់នៃរដ្ឋកើតឡើងជាមួយនឹងពេលវេលាដែលដឹកនាំប្រឆាំងនឹង និងនៅតាមបណ្តោយវាល ដែលរដ្ឋចុងក្រោយត្រូវបានរុញចេញដោយអន្ទាក់។

ដើម្បីរក្សា Bose condensate microcircuits ក៏ត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលបង្កើតការកំណត់ចាំបាច់នៃដែនម៉ាញេទិកនៅចម្ងាយ ~ 0.1 mm ពីផ្ទៃរបស់វា ហើយប្រើប្រាស់ថាមពល ~1 W ។ នៅចម្ងាយបែបនេះ បន្ទះឈីបបង្កើតវាលម៉ាញេទិកមិនស្មើគ្នាជាងឧបករណ៏ ដែលផ្តល់នូវការទប់ឧស្ម័នបានល្អជាង។ បន្ទះឈីបមានទំហំតូច មានសីតុណ្ហភាពក្នុងបន្ទប់ វិទ្យុសកម្មកម្ដៅរបស់វាត្រូវបានស្រូបយកដោយឧស្ម័នខ្សោយ។ តាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរចរន្តបន្ទះឈីប មនុស្សម្នាក់អាចផ្លាស់ទីចំណុចកណ្តាលនៃអន្ទាក់ និងផ្លាស់ទីកុងដង់ Bose តាមបណ្តោយផ្ទៃបន្ទះឈីប។

ការធ្វើឱ្យត្រជាក់ឧស្ម័នបានអនុវត្ត វិធីសាស្រ្តឡាស៊ែរ ផ្អែកលើឥទ្ធិពល Doppler ។ ប្រសិនបើអាតូមផ្លាស់ទីដោយចៃដន្យត្រូវបានដឹកនាំទៅវិទ្យុសកម្មឡាស៊ែរជាមួយនឹងប្រេកង់ n< 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 វ, យល់ឃើញប្រេកង់

ហើយនៅ n¢ = n 0 វាស្រូបយក photon មួយ។ ជាលទ្ធផល អាតូមទទួលបានកម្លាំងទប់ទល់នឹងល្បឿនរបស់វា ហើយត្រូវបានបន្ថយល្បឿន។ អាតូមរំភើបមួយបញ្ចេញថាមពលអ៊ីសូត្រូពិចជាមធ្យម។ វិទ្យុសកម្មនៅក្នុងតំបន់អ៊ីនហ្វ្រារ៉េដជិតនៃវិសាលគមដែលបង្កើតឡើងដោយឡាស៊ែរ semiconductor និងដឹកនាំឧស្ម័នពីភាគីទាំងប្រាំមួយកាត់កែងគ្នានាំឱ្យត្រជាក់របស់វា។

បានប្រើផងដែរ។ រំហួតត្រជាក់ ដោយ​ការ​ច្រាន​ចេញ​ពី​បរិវេណ​នៃ​អាតូម​អន្ទាក់​ក្នុង​ល្បឿន​ខ្ពស់​បំផុត​ដោយ​ប្រើ​ដែន​ម៉ាញេទិក​ប្រេកង់​ខ្ពស់។ វា​ផ្អៀង​ពេល​ម៉ាញេទិក បង្កើត​សមាសធាតុ​មួយ​ក្នុង​ទិសដៅ​នៃ​វាល​ដែល​ត្រូវ​បាន​ច្រាន​ចេញ​ដោយ​អន្ទាក់។ ភាគល្អិតដែលមានល្បឿនខ្ពស់ឈានដល់ព្រំដែនឧស្ម័នលឿនជាងមុន ហើយកំហាប់របស់វានៅព្រំដែនគឺខ្ពស់ជាងកំហាប់នៃភាគល្អិតដែលមានល្បឿនទាប។ ដូច្នេះប្រូបាប៊ីលីតេនៃការហួតនៃភាគល្អិតដែលមានថាមពលខ្ពស់គឺខ្ពស់ជាង។ សម្រាប់អន្ទាក់ដែលមានមូលដ្ឋានលើឧបករណ៏ ភាពត្រជាក់កើតឡើងចំពោះសីតុណ្ហភាពនៃដំណាក់កាលឧស្ម័នប្រហែល 10-7 K ក្នុងរយៈពេលពី 10 វិនាទីទៅ 10 នាទី។ សម្រាប់បន្ទះឈីប សីតុណ្ហភាពដែលត្រូវការសម្រាប់ការ condensation ត្រូវបានឈានដល់ក្នុងរយៈពេលតិចជាង 1 វិនាទី។ កំហាប់អាតូម condensate គឺ ~ 1014 សង់ទីម៉ែត្រ–3 ហើយថាមពលកំដៅត្រូវគ្នាទៅនឹងសីតុណ្ហភាពក្រោម 10–11 K។

បន្ថែមពីលើស្ថានភាពសរុបទាំងបីនៃបញ្ហាដែលគេស្គាល់ចំពោះសិស្សថ្នាក់ទីប្រាំពីរ (រឹង រាវ និងឧស្ម័ន) មានស្ថានភាពសរុបផ្សេងទៀត។ មួយក្នុងចំណោមពួកគេគឺ Bose condensate - ស្ថានភាពនៃបញ្ហាដែលត្រូវបានសម្រេចនៅសីតុណ្ហភាពជិតសូន្យដាច់ខាត។ នៅក្នុងស្ថានភាពនេះ បញ្ហាចាប់ផ្តើមបង្ហាញលក្ខណៈសម្បត្តិគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ជាច្រើន ឧទាហរណ៍ ក្រុមនៃភាគល្អិតមានឥរិយាបទដូចជាភាគល្អិតតែមួយ។ លទ្ធភាពនៃរដ្ឋបែបនេះត្រូវបានព្យាករណ៍នៅឆ្នាំ 1925 ដោយ Albert Einstein ។ នៅឆ្នាំ 1995 អ្នករូបវិទ្យាជនជាតិអាមេរិក Eric Cornell និង Karl Wiemann បានបង្កើតការពិសោធន៍មួយ អំឡុងពេលដែលពួកគេទទួលបាន condensate Bose-Einstein (សម្រាប់ការរកឃើញនេះ ពួកគេបានទទួលរង្វាន់ណូបែលក្នុងឆ្នាំ 2001 រួមជាមួយ Wolfgang Ketterle របស់អាល្លឺម៉ង់) ។

នៅក្នុងការពិសោធន៍របស់ពួកគេ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានប្រើអាតូមដែក (rubidium)។ ប៉ុន្តែគំនិតបង្កើត Bose-Einstein condensate ពីភាគល្អិតផ្សេងទៀត ជាពិសេស photons ដូច្នេះប្រព័ន្ធមានឥរិយាបទដូចជា "superphoton" តែមួយបានជួបបញ្ហាជាមូលដ្ឋាន។ ការពិតគឺថា ហ្វូតុន ថ្វីត្បិតតែពួកវាមានលក្ខណៈសម្បត្តិនៃភាគល្អិត ប៉ុន្តែត្រូវបានស្រូបយកដោយវត្ថុធាតុជុំវិញកំឡុងពេលត្រជាក់ ដោយហេតុនេះបង្ហាញពីធម្មជាតិនៃរលករបស់វា។

អ្នករូបវិទ្យាមកពីសាកលវិទ្យាល័យ Bonn ដែលដឹកនាំដោយ Martin Weitz បានគ្រប់គ្រងដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ។

លើសពីនេះទៅទៀតពួកគេបានបង្កើត condensate Bose-Eishntein នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។

នៅក្នុងការពិពណ៌នាមួយនៃការងារនេះ ជាឧទាហរណ៍ មានឃ្លាដូចជា "អារម្មណ៍តិចតួច"។ Zoran Hadjibabich មកពីសាកលវិទ្យាល័យ Cambridge អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រថ្មី។ថាការងាររបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាល្លឺម៉ង់ បានចុះផ្សាយក្នុង ធម្មជាតិ"បិទរង្វង់ដែល Bose និង Einstein បានចាប់ផ្តើមគូរកាលពី 85 ឆ្នាំមុន។"

Volker Lannert សាកលវិទ្យាល័យ Bonn

ភាពសាមញ្ញនៃការរៀបចំពិសោធន៍របស់អ្នករូបវិទ្យាអាល្លឺម៉ង់ក៏សមនឹងទទួលបានការកោតសរសើរផងដែរ។ នៅក្នុងការពិសោធន៍របស់ពួកគេ ពួកគេបានប្រើកញ្ចក់ឆ្លុះឆ្លុះខ្លាំងចំនួនពីរដែលមានចម្ងាយ 1 មីក្រូន (10 -6 ម៉ែត្រ) ពីគ្នា។ កញ្ចក់ត្រូវបានគេដាក់នៅក្នុង "ថ្នាំជ្រលក់" ដែលជាឧបករណ៍ផ្ទុកសរីរាង្គរាវពណ៌ក្រហម។ អ្នកពិសោធន៍បានទាញកាំរស្មីឡាស៊ែរពណ៌បៃតងចូលទៅក្នុងបរិយាកាសនេះ។ ពន្លឺដែលឆ្លុះបញ្ចាំងម្តងហើយម្តងទៀតពីកញ្ចក់បានឆ្លងកាត់ "ថ្នាំជ្រលក់" ។ ក្នុងករណីនេះ ម៉ូលេគុល "ថ្នាំជ្រលក់" បានស្រូបយក photons ឡាស៊ែរ ហើយបញ្ចេញវាឡើងវិញជាមួយនឹងថាមពលទាប នៅក្នុងតំបន់ពណ៌លឿងនៃពណ៌ដែលមើលឃើញ។ នោះគឺអ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានទៅដល់ក្នុងអន្ទាក់របស់ពួកគេនូវស្ថានភាពថាមពលលំនឹងនៃហ្វូតុងនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។

Martin Weitz បានពន្យល់ថា "ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការនេះ ហ្វូតុងបានត្រជាក់ដល់សីតុណ្ហភាពក្នុងបន្ទប់ដោយមិន "បាត់បង់" ។

ដោយការបង្កើនចំនួនហ្វូតុនក្នុងការដំឡើង (សម្រាប់នេះ វាចាំបាច់ក្នុងការធ្វើឱ្យឡាស៊ែរកាន់តែភ្លឺ) អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសម្រេចបាននូវដង់ស៊ីតេប្រហែលមួយពាន់ពាន់លានហ្វូតុនក្នុងមួយសង់ទីម៉ែត្រគូប។ ជាមួយនឹងដង់ស៊ីតេបែបនេះ ហ្វូតុនបានលេចឡើងដែលមិនអាចចូលរួមក្នុងតុល្យភាពថាមពល។ photon លើសទាំងនេះបានឆ្លងកាត់ក្នុងពេលដំណាលគ្នាចូលទៅក្នុងស្ថានភាពនៃ Bose-Einstein condensate ដែល condensate ទៅជា "superphoton" ដ៏ធំមួយ។ លោក Weitz បានអត្ថាធិប្បាយលើបាតុភូតនេះថា "ហ្វូតុនទាំងអស់បានចាប់ផ្តើមឡើងដល់ចុងជើង" ។

បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការបង្កើត condensate Bose-Einstein ពីអាតូម rubidium ត្រជាក់ ការពិសោធន៍បច្ចុប្បន្នហាក់ដូចជាសាមញ្ញគួរឱ្យអស់សំណើច។ នេះ​បើ​តាម Nature News Matthias Weidemüller មកពីសាកលវិទ្យាល័យ Freiberg ។ គាត់ជឿថាវិធីសាស្រ្តនៃ condensation ពន្លឺដែលស្នើឡើងដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាល្លឺម៉ង់អាចមានប្រសិទ្ធភាពជាពិសេសសម្រាប់ការប្រមូលនិងផ្តោតពន្លឺព្រះអាទិត្យនៅក្នុងបន្ទះស្រូបពន្លឺព្រះអាទិត្យនៅក្នុងអាកាសធាតុពពកនៅពេលដែលមិនមានវិធីដើម្បីប្រមូលការបំភ្លឺដោយផ្ទាល់។

លើសពីនេះ គ្រោងការណ៍នេះអាចធ្វើឱ្យវាអាចបង្កើតប្រភពថ្មីនៃវិទ្យុសកម្មឡាស៊ែររលកខ្លី ជាពិសេសកាំរស្មីអ៊ិច។

Weitz ខ្លួនគាត់ជឿជាក់ថាការងាររបស់គាត់ និងសហការីរបស់គាត់អាចជួយកាត់បន្ថយទំហំឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក ជាពិសេសមីក្រូឈីបកុំព្យូទ័រ។ នេះ​ជា​លទ្ធផល​អាច​អនុញ្ញាត​ឱ្យ​មាន​ការ​បង្កើត​កុំព្យូទ័រ​ជំនាន់​ថ្មី​ដោយ​មាន​ដំណើរការ​ល្អ​ជាង​កុំព្យូទ័រ​បច្ចុប្បន្ន។

Wolfgang Ketterle ដែលជាអ្នកឈ្នះរង្វាន់ណូបែលម្នាក់សម្រាប់ការទទួលបាន condensate Bose-Einstein ពីអាតូម rubidium បាននិយាយថា "នៅពេលខ្ញុំបង្រៀនខ្ញុំប្រាប់សិស្សថាហេតុអ្វីបានជា condensate Bose-Einstein មិនអាចទទួលបានដោយប្រើ photons ដើម្បីបង្ហាញ។ ភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋានរវាងហ្វូតុង និងអាតូម។ ប៉ុន្តែ​ឥឡូវ​នេះ ភាព​ខុស​គ្នា​នោះ​បាន​បាត់​ទៅ​ហើយ»។

ជាទូទៅ ភាគល្អិតអាចត្រូវបានបែងចែកទៅជា fermions និង bosons (ជាមួយចំនួនគត់ពាក់កណ្តាល និងចំនួនគត់វិល)។ នៅពេលដែលអ្នកធ្វើឱ្យ bosons ត្រជាក់ដល់សីតុណ្ហភាពជិតសូន្យដាច់ខាត ពួកវាអាច condense ចូលទៅក្នុងស្ថានភាពសមូហភាពនៃសារធាតុដែលគេស្គាល់ថាជា Bose-Einstein condensate នៅពេលដែលអាតូមមួយចំនួនធំស្ថិតក្នុងស្ថានភាព Quantum ដូចគ្នា ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកសង្កេតមើលបាតុភូតមិនធម្មតាផ្សេងៗ។ ដូចជា superconductivity ដូចគ្នា។

ការពិសោធន៍ដំបូងក្នុងការទទួលបាន condensate ដោះស្រាយជាមួយអាតូម rubidium បានត្រជាក់ស្ទើរតែដល់សូន្យដាច់ខាត។ នៅខាងឆ្វេង - ទិន្នន័យស្តីពីការបែងចែកល្បឿននៃអាតូមមុនពេលរូបរាងនៃ condensate នៅកណ្តាល - ភ្លាមៗបន្ទាប់ពីនៅខាងស្តាំ - បន្ទាប់ពីពេលខ្លះ។ (រូបគំនូរ R. Zhang ។ )

ចាប់តាំងពីការប្រកាសទ្រឹស្តីនៃ condensate ក្នុងឆ្នាំ 1925 ដល់ការរកឃើញដំបូងរបស់វានៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ 60 ឆ្នាំបានកន្លងផុតទៅ ប៉ុន្តែវានៅតែឆ្ងាយពីការដណ្តើមយកកំពូលភ្នំទាំងអស់ដែលទាក់ទងនឹងបាតុភូតនេះ។ ជាពិសេស condensate ត្រូវបានគេទទួលបាននៅលើមូលដ្ឋាននៃអាតូម rubidium នៅក្នុងស្ថានភាពឧស្ម័នមួយ បើទោះបីជាវានឹងល្អប្រសើរជាងក្នុងការដោះស្រាយជាមួយ photons ។ បន្ថែមពីលើសារៈសំខាន់ទ្រឹស្តីសុទ្ធសាធ លទ្ធផលបែបនេះក៏អាចរកឃើញកម្មវិធីផងដែរ - នៅក្នុងឡាស៊ែរដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិមិនធម្មតា ឬសូម្បីតែប្រភេទថ្មីនៃកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ។

ប៉ុន្តែតើ photons អាច "បង្រួម" បានទេ? ភាគល្អិតពន្លឺមិនមានម៉ាស់ ដែលហាក់ដូចជាតម្រូវការសំខាន់សម្រាប់ការទទួលបាន condensate Bose-Einstein ។ ដើម្បីជម្នះការលំបាកនេះ អ្នករូបវិទ្យាបានព្យាយាមបង្ខាំងពន្លឺនៅក្នុងប្រហោងអុបទិក រវាងបន្ទះឆ្លុះបញ្ចាំងស្របគ្នា ដែលនឹងធ្វើឱ្យហ្វូតុនមានឥរិយាបទដូចជាពួកគេមានម៉ាស់។ ដើម្បីបងា្ករពន្លឺពីការ "លេចធ្លាយ" ពីអន្ទាក់បែបនេះជញ្ជាំងរបស់វាគួរតែត្រូវបានធ្វើឱ្យកោងបន្តិច។

ក្នុងឆ្នាំ 2010 វាត្រូវបានពិសោធន៍បង្ហាញថាការបង្កើតអន្ទាក់បែបនេះគឺពិតជាពិតប្រាកដ ប៉ុន្តែបញ្ហាធ្ងន់ធ្ងរនៅតែមានជាមួយនឹងការបកស្រាយលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍បែបនេះ។ ដើម្បីប្រាកដថាពួកគេ ចាំបាច់ត្រូវបំពេញតម្រូវការជាក់លាក់មួយចំនួន។ ទីមួយ ប្រព័ន្ធទាំងមូលត្រូវតែមានពីរវិមាត្រ រាបស្មើ ដែលជាការពិបាកណាស់ក្នុងការអនុវត្តនៅក្នុងពិភពបីវិមាត្រ។ ទីពីរ យើងត្រូវប្រាកដថា មធ្យមរវាងហ្វូតុង (ហើយនេះមិនមែនជាខ្យល់) មិនប៉ះពាល់ដល់ "ការខាប់" របស់ពួកគេក្នុងអំឡុងពេលត្រជាក់។