de Bose-Einstein condensado (BEC), um estado da matéria em que separam os átomos ou partículas subatômicas, arrefecido a uma temperatura perto de zero absoluto (0 K, Seja, -273,15 °C, ou − 459.67 °F; K = kelvin), fundem-se em um único mecânica quântica entidade—que é, aquele que pode ser descrito por uma função de onda—em uma quase-escala macroscópica. Esta forma de matéria foi prevista em 1924 por Albert Einstein com base nas formulações quânticas do físico indiano Satyendra Nath Bose.,
Apesar de ter sido previsto por décadas, o primeiro atômica BEC foi feita apenas em 1995, quando Eric Cornell e Carl Wieman do JILA, uma instituição de pesquisa operado em conjunto pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) e da Universidade do Colorado em Boulder, resfriado, um gás de átomos de rubídio para 1,7 × 10-7 K acima do zero absoluto. Juntamente com Wolfgang Ketterle do Instituto de tecnologia de Massachusetts (MIT), que criou uma BEC com átomos de sódio, estes pesquisadores receberam o Prêmio Nobel de Física de 2001., A pesquisa sobre BECs expandiu a compreensão da física quântica e levou à descoberta de novos efeitos físicos.
BEC teoria remonta a 1924, quando Bose considerou como grupos de fótons se comportam. Os fótons pertencem a uma das duas grandes classes de partículas elementares ou submicroscópicas definidas por se seu spin quântico é um inteiro não negativo (0, 1, 2, …) ou um meio inteiro ímpar (1/2, 3/2, …). O tipo anterior, chamado bosons, inclui fótons, cujo spin é 1. O último tipo, chamado férmions, inclui elétrons, cujo spin é 1/2.,
Como Bose observou, as duas classes se comportam de forma diferente (Veja estatísticas de Bose-Einstein e Fermi-Dirac). De acordo com o princípio de exclusão de Pauli, os férmions tendem a evitar-se uns aos outros, pelo que cada elétron em um grupo ocupa um estado quântico separado (indicado por diferentes números quânticos, como a energia do elétron). Em contraste, um número ilimitado de bósons pode ter o mesmo estado de energia e compartilhar um único estado quântico.
BECs estão relacionados a dois notável a baixa temperatura fenômenos: o superfluidity, em que cada um dos isótopos de hélio 3He e 4He forma um líquido que flui com zero de fricção; e a supercondutividade, em que os elétrons se mover através de um material com resistência elétrica nula. 4HE átomos são bósons, e embora 3He átomos e elétrons sejam férmions, eles também podem sofrer condensação de Bose se eles se emparelharem com spins opostos para formar Estados bosônicos com spin líquido zero., Em 2003, Deborah Jin e seus colegas em JILA usaram fermions emparelhados para criar o primeiro condensado atômico fermiônico.
BEC research has yelled new atomic and optical physics, such as the atom laser Ketterle demonstrated in 1996. Um laser de luz convencional emite um feixe de fótons coerentes; todos eles estão exatamente em fase e podem ser focados em um ponto extremamente pequeno e brilhante. Similarmente, um laser atômico produz um feixe coerente de átomos que podem ser focados em alta intensidade., Aplicações potenciais incluem relógios atômicos mais precisos e técnicas aprimoradas para fazer chips eletrônicos, ou circuitos integrados.a propriedade mais intrigante de BECs é que eles podem abrandar a luz. Em 1998, Lene Hau, da Universidade de Harvard, e seus colegas retardaram a viagem de luz através de uma BEC de sua velocidade no vácuo de 3 × 108 metros por segundo para apenas 17 metros por segundo, ou cerca de 38 milhas por hora. Desde então, Hau e outros pararam completamente e armazenaram um pulso de luz dentro de uma BEC, mais tarde liberando a luz inalterada ou enviando-a para uma segunda BEC., Estas manipulações mantêm a promessa de novos tipos de telecomunicações baseadas na luz, armazenamento óptico de dados e computação quântica, embora os requisitos de baixa temperatura de BECs oferecem dificuldades práticas.