Estado condensado de bose einstein caracteristicas

quién descubrió el condensado de bose-einstein

Fases electrónicasEstructura de banda electrónica – Plasma – Aislante – Aislante de Mott – Semiconductor – Semimetálico – Conductor – Superconductor – Termoeléctrico – Piezoeléctrico – Ferroeléctrico – Aislante topológico – Semiconductor sin espín

En física de la materia condensada, un condensado de Bose-Einstein (BEC) es un estado de la materia que suele formarse cuando un gas de bosones a bajas densidades se enfría a temperaturas muy cercanas al cero absoluto (-273,15 °C o -459,67 °F). En estas condiciones, una gran fracción de bosones ocupa el estado cuántico más bajo, momento en el que los fenómenos mecánicos cuánticos microscópicos, en particular la interferencia de la función de onda, se hacen evidentes macroscópicamente. Un BEC se forma al enfriar un gas de densidad extremadamente baja (unas 100.000 veces menos denso que el aire normal) a temperaturas ultrabajas.

Datos de distribución de la velocidad (3 vistas) de un gas de átomos de rubidio, que confirman el descubrimiento de una nueva fase de la materia, el condensado de Bose-Einstein. Izquierda: justo antes de la aparición de un condensado de Bose-Einstein. Centro: justo después de la aparición del condensado. Derecha: después de una nueva evaporación, dejando una muestra de condensado casi puro.

características del condensado de bose-einstein

El condensado de Bose Einstein surgió en 1995 como ejemplo de un quinto estado de la materia increíblemente frío, un superfluido. Nuestro universo está compuesto por gas, líquido, sólido y plasma, pero la física predice otra forma de materia que no existe de forma natural. Las partículas del condensado de Bose Einstein tienen la temperatura más fría posible, 0 grados Kelvin, o cero absoluto. En consecuencia, las partículas en este estado presentan características únicas, incluso extrañas.

En 1924, los físicos Satyendra Nath Bose y Albert Einstein formularon la teoría de que este otro estado de la materia debía ser posible. Einstein expuso las ideas de Bose sobre el comportamiento de la luz cuando actúa como ondas y partículas. Aplicó la extraña estadística que describía cómo la luz puede unirse en una sola entidad (ahora conocida como láser) y se preguntó cómo podría afectar a las partículas con masa. Pero faltaban muchos años para disponer de instrumentos lo suficientemente sofisticados como para probar la teoría de la condensación de las partículas en un nuevo estado.

Cuando Carl Wieman y Eric Cornell enfriaron el rubidio-87 a mil millonésimas de grado del cero absoluto, nació el condensado de Bose Einstein (BEC). Tuvieron que ser cuidadosos y creativos para enfriar estas partículas especiales, conocidas como bosones, utilizando una combinación de láseres e imanes. Por sus esfuerzos, fueron recompensados con el Premio Nobel en 2001. Todavía no podemos enfriar las partículas de tal manera que su movimiento debido al calor se detenga por completo (el verdadero cero absoluto), pero basta con conseguir que se sitúen a menos de una millonésima de grado Kelvin para mostrar las propiedades del condensado de Bose Einstein.

estado de la materia bec

La propiedad más evidente de un BEC es que una gran fracción de sus partículas ocupa el mismo estado energético, el más bajo. En los condensados atómicos esto puede confirmarse midiendo la distribución de la velocidad de los átomos en el gas.

La figura anterior muestra el resultado de dicha medición. En el gráfico de la izquierda, no se ha producido ninguna condensación de Bose Einstein. Se puede ver que la distribución de energía de los átomos viene dada por la estadística de Bose Einstein. En el gráfico del medio, las condiciones para la condensación apenas se alcanzaron. Todavía se pueden ver claramente los átomos distribuidos estadísticamente; pero encima de esta distribución también se puede identificar una superpoblación del estado básico, expresada por el pico azul agudo. En la imagen de la derecha, las condiciones para la condensación eran muy buenas (la temperatura era inferior a la requerida), por lo que apenas se pueden ver átomos distribuidos estadísticamente. En cambio, se puede observar una alta concentración de átomos en el estado básico.

Otra propiedad importante es la coherencia. Debido a esta propiedad es posible tratar todo el condensado como una gran onda de materia en analogía con una onda de luz producida por un láser. Con estas ondas de materia podemos realizar experimentos similares a los de las ondas de luz. Por ejemplo, es posible hacer que dos condensados interfieran entre sí.