Condesado de bose einstein

Condensación de bose-einstein pdf

estado de la materia que se produce cuando un conjunto de átomos se enfría casi hasta el cero absoluto, en el que una descripción estadística de las posiciones de los átomos implica que se superponen físicamente entre sí y, en efecto, forman un único átomo
El principio de incertidumbre de la física afirma que si la velocidad de un átomo está suficientemente bien definida, su posición queda proporcionalmente mal definida. Enfriando un conjunto de átomos a sólo un poco por encima del cero absoluto, su velocidad puede determinarse con bastante precisión, hasta el punto de que sus posiciones teóricas se solapan entre sí. En este punto, los átomos pueden tratarse como si existieran en el mismo estado cuántico y formaran parte de un único gran átomo.

Dónde se encuentra un condensado de bose-einstein

La propiedad más obvia de un BEC es que una gran fracción de sus partículas ocupan 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.

Retroalimentación

Estado de la materia en el que los átomos o partículas se enfrían a energías tan bajas que se «condensan» en un único estado cuántico. Los átomos son de naturaleza bosónica, es decir, su espín total debe poseer un valor integral, como 0, 1, 2. Las partículas, como todo, tienen propiedades ondulatorias, como la longitud de onda. El truco consiste en entrar en un régimen en el que surjan las propiedades ondulatorias. La longitud de onda (llamada longitud de onda de Debroglie) de un átomo está relacionada con su temperatura: cuanto más frío esté el átomo, mayor será la longitud de onda. A temperatura ambiente, los átomos pueden tratarse como bolas de billar que rebotan. A bajas temperaturas, las longitudes de onda se hacen más largas, por lo que las propiedades ondulatorias adquieren relevancia. A una temperatura suficientemente baja, unas pocas millonésimas de grado por encima de la temperatura cero, los átomos bosónicos se convierten efectivamente en ondas superpuestas que comparten la misma fase. Los átomos se convierten en un BEC, que tiene un comportamiento mecánico cuántico.
El fenómeno BEC fue predicho por primera vez por Satyendra Bose y Albert Einstein en la década de 1920, de ahí su nombre. Se observó por primera vez que el BEC existía en el helio líquido. Por su observación de los BEC en gases atómicos neutros diluidos, Eric Cornell, del NIST/JILA, Wolfgang Ketterle, del MIT, y Carl Wieman, de Colorado/JILA, recibieron el Premio Nobel de Física en 2001. Aunque el BEC se utiliza más a menudo en el contexto de los átomos neutros, la partícula bosón puede ser, por supuesto, algo distinto de un átomo.    Ejemplos de estas especies no atómicas son los pares de Cooper, pares de electrones que participan en el estado superconductor, o los excitones, formados por un par electrón-hueco.

3 propiedades del condensado de bose-einstein

En física, un vórtice cuántico representa una circulación de flujo cuantizada de alguna cantidad física. En la mayoría de los casos, los vórtices cuánticos son un tipo de defecto topológico que se presenta en superfluidos y superconductores. La existencia de vórtices cuánticos fue predicha por primera vez por Lars Onsager en 1949 en relación con el helio superfluido[2]. Onsager razonó que la cuantificación de la vorticidad es una consecuencia directa de la existencia de un parámetro de orden del superfluido como una función de onda espacialmente continua. Onsager también señaló que los vórtices cuánticos describen la circulación del superfluido y conjeturó que sus excitaciones son responsables de las transiciones de fase del superfluido. Estas ideas de Onsager fueron desarrolladas por Richard Feynman en 1955[3] y en 1957 fueron aplicadas para describir el diagrama de fase magnética de los superconductores de tipo II por Alexei Alexeyevich Abrikosov[4] En 1935 Fritz London publicó un trabajo muy relacionado con la cuantización del flujo magnético en los superconductores. El fluxoide de London también puede verse como un vórtice cuántico.

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