La Teoría De Bose2.
Condensación Bose-Einstein (BEC) a sido conocido por ser un elemento clave de los fenómenos cuánticos macroscópicos como la superconductividad y la súper fluidez.
BEC se ha encontrado para proporcionar una plataforma robusta y versátil para realizar experimentos sobre mesoscopica de muchos cuerpos physics.2 Se ha llevado a la Ultima Thule de la física de bajastemperaturas en el territorio de unos cinco órdenes de magnitud más fría que la el régimen de los superfluidos milikelvin helio; ofrece perspectivas nuevas sobre los fenómenos encontrados previamente solamente en los superfluidos, y proporcionan pruebas concretas de algunas de las teorías piedra angular de sistemas de muchas partículas cuánticas
En la física AMO, BEC ahora se percibe tanto como unatecnología, dando el mismo control exquisito de las ondas de materia que es posible que las ondas de luz, y como un punto vibrante de contacto con otras ramas de la física. Gran parte de la esencia de la BEC en la atrapada del átomo se captura en los sistemas de conceptos que son familiares para los físicos AMO sin embargo, tiene un paralelismo rico en materia condensada, la estadística y lafísica de partículas elementales.
Las características especiales de Bose-Einstein gases condensados atómicos, qué son dignas interés actual es que, son conjuntos de partículas en un condensado con caracteristicas mesoscópica cuánticas. Condensados gaseosos presentan propiedades muy diferentes de los de helio líquido.
Do trapped gases actually exhibit BEC?
En 1925, Albert Einstein identificóuna transición de fase en la teoría de un gas ideal cuántico de las partículas, obedeciendo a las estadísticas de Bose-Einstein, que ocurre cuando la longitud de onda de Broglie de los característicos movimientos térmicos
λdB=2πh2mkbT1/2, es comparable a la separación entre partículas media, [] . (Aquí, m es la masa de las partículas,
kB es la constante de Boltzmann, T es la temperaturaabsoluta, y r es la densidad del número átomo.)
Cuando esta condición se alcanza, el estado más bajo del sistema adquiere una población macroscópica, incluso si la temperatura es suficientemente alta para rellenar muchos otros estados.
Las interacciones interatómicas desempeñan un papel de liderazgo en la energética de estos sistemas, por lo que los conjuntos de átomos no puede ser entendido como elgas ideal considerado por Einstein.
Este comportamiento contrasta con el caso de un gas no interceptado, homogéneo, que entra en un régimen de fluctuaciones críticas. Para un sistema de N átomos que no interactúan en un potencial esféricamente simétrica oscilador armónico atrapando con frecuencia angular ω, la temperatura crítica T0 para la transición BEC se da por kbT0=Nz3-13 kω dondez3≈1.202 es la función zeta de Riemann. Los valores de T0 para los sistemas de la gama de interés actual de 10-7 a 10-4 K Para T<T0 el número de átomos de condensado, N0 está dada por:
N0=N¨1TT03
Esta expresión para un gas atrapado difiere del resultado correspondiente para un gas homogéneo, que tiene un exponente de 32
El efecto del tamaño finito en condensados atrapados es ceder temperaturas detransición que no están definidas con precisión, a diferencia de la transición brusca en el límite termodinámico. Esta cuestión ha sido objeto recientemente en considerable detalle, y ha provocado un nuevo debate sobre la naturaleza de las fluctuaciones en el, y la aplicabilidad de los conjuntos estándar a, la mecánica estadística de sistemas mesoscópicos.
Condensados a temperatura ceroLa generación actual de gases condensados Bose-Einstein se limitan, diluir, de interacción débil de los sistemas de bosónico fría (espin entero) átomos. Para las condiciones diluidas de estos sistemas, los grados de libertad electrónicos se congelan a cabo y los átomos pueden ser tratados como partículas discretas que interactúan.
A la temperatura de cero, un condensado es un sistema de...
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