Ensayo

CONDENSADOS
DE BOSE-EINSTEIN:
GASES BOSÓNICOS
EN EL ESTADO DE
MENOR ENERGÍA POSIBLE
FORMAN UNA SOLA
ENTIDAD COHERENTE.

Asignatura: Fundamentos de las Tecnologías Cuánticas

FERNANDO HUESO GONZÁLEZ1
1º de Física - UVEG
Campus de Burjassot, Fac. de Física.
Trabajo entregado el 27-V-08

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ferhue O alumni.uv.es

ÍNDICE
ÍNDICE....................................................................- 2 RESUMEN...............................................................- 3 -

CONTEXTO HISTÓRICO .......................................- 3 FUNDAMENTOS TEÓRICOS.................................- 7 Sistemas de partículas idénticas.............................................- 7 Partículas elementales............................................................- 8 Condensados deBose-Einstein..............................................- 9 Propiedades ....................................................................................................... - 11 Superconductividad y superfluidez.................................................................... - 12 Otros fenómenos................................................................................................ - 14 -

MONTAJE EXPERIMENTAL ................................- 15 Observaciones y propiedades...............................................- 19 -

APLICACIONES ....................................................- 23 Láser de átomos ...................................................................- 23 Recreación de fenómenos cosmológicos .............................- 26 Slowlight...............................................................................- 27 Aplicaciones relacionadas.....................................................- 29 -

CONCLUSIÓN.......................................................- 31 -

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RESUMEN
En 1924, todavía en los primeros pasos de la mecánica cuántica, los físicos Satyendra Nath
Bose y Albert Einstein predijeron teóricamente laexistencia de un nuevo estado de agregación de la
materia que se podía presentar en ciertos átomos a bajísimas temperaturas. En esas condiciones, un
número de átomos similares aunque en estados diferentes entre sí pierden su identidad individual y
se funden (condensan) en un “gran átomo”. En él, sus constituyentes son idénticos e indiferenciables, se mueven al unísono y manifiestan unas mismaspropiedades físicas y comportamiento ante
interacciones externas. A este grupo de átomos indistinguibles, que forma un nuevo estado de agregación de la materia, se le dio el nombre de condensado de Bose-Einstein.
Sin embargo tuvieron que pasar 71 años para que dichas predicciones se vieran reflejadas en
la realidad. En 1995, gracias al gran desarrollo tecnológico de finales del siglo XX, ungrupo de investigadores fue capaz de enfriar miles de átomos de rubidio a menos de una millonésima de grado
sobre el cero absoluto y obtener dicho condensado, lo cual supuso la confirmación de las teorías de
Bose-Einstein y una demostración más de que es posible acercar los fenómenos cuánticos de la teoría a la realidad práctica.
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Los objetivos de este trabajo sobre los condensadosde Bose-Einstein son:
exponer una reseña histórica y contextualización en la historia de la ciencia desde la predicción
de la existencia de los condensados hasta su realización experimental;
explicar los fundamentos teóricos en los que se basa este fenómeno cuántico;
describir las técnicas empleadas para su obtención, así como los resultados experimentales;
indicar algunas de las posiblesaplicaciones de este fenómeno y hacer referencia a recientes y
futuros experimentos, estudios e investigaciones sobre los condensados.

CONTEXTO HISTÓRICO
En los años 20 del siglo pasado, el físico hindú Satyendra Nath Bose estudiaba la hipótesis
(nueva en esa época) de que la luz estaba formada por pequeños paquetes discretos de energía (cuantos o fotones). Para ello, derivó la ecuación de...