Condensato di Bose-Einstein
Il condensato di Bose-Einstein è uno stato della materia che si ottiene quando la si porta a temperature estremamente vicine allo zero assoluto (0 K). In condizioni normali gli atomi si trovano in vari livelli energetici, ma a temperature sufficientemente basse il comportamento si differenzia, a seconda se gli atomi appartengono alla categoria dei bosoni o a quella dei fermioni. Nel primo caso, la maggior parte degli atomi precipita nello stesso livello quantistico, divenendo indistinguibili tra loro perché hanno la stessa energia e si trovano tutti in un piccolo intervallo di spazio, formando una specie di "superatomo" che appare come una singola entità . I fermioni invece obbediscono al principio di esclusione di Pauli, si differenziano quinidi su vari livelli e non possono creare condensati.
La teoria ha le sue radici nei primi anni '20 quando Bose si occupava del movimento della luce in quanti ed ideò una serie di regole per decidere se due fotoni dovevano essere considerati distinti o meno (statistica di Bose). Egli sottopose questo lavoro ad Einstein che, oltre ad apprezzarlo ed a farlo pubblicare, lo applicò anche agli atomi. Dai calcoli risultò che non si manifestavano molte differenze rispetto alle vecchie regole tranne nel caso di temperature molto basse; l'effetto era così sorprendente da far sospettare un errore. Neanche Einstein si rese conto cosa significava avere tutti gli atomi nella stesso stato. La dimostrazione della teoria venne ottenuta per la prima volta nel 1995 da Eric Cornell e Carl Wieman all'Università di Boulder mediante tecniche di raffreddamento a Laser che hanno permesso di portare delle molecole di gas di rubidio a circa 6×10-12 K.
Nel 2002, un gruppo di fisici tedeschi ha proposto, in un articolo, un metodo per indurre un gas di bosoni ultrafreddi a comportarsi da fermioni, e a non condensare.
Vedi anche:
- Statistica di Bose-Einstein
- Statistica di Fermi-Dirac
- La Homepage della Condensazione di B.-E.
- Physicists Create New State of Matter Descrizione dell'esperimento (in inglese)
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