condensat Bose-Einstein (BEC), o stare a materiei în care separată atomi sau particulele subatomice, răcit până aproape de zero absolut (0 K − 273.15 °C, sau − 459.67 °F; K = kelvin), fuziona într-o singură mecanica cuantică entitate care este, una care poate fi descris de o functie de unda,—pe un apropiat de-scară macroscopică. Această formă de materie a fost prezisă în 1924 de Albert Einstein pe baza formulărilor cuantice ale fizicianului Indian Satyendra Nath Bose.,
Deși a fost prezis de zeci de ani, prima atomice BEC a fost făcută abia în 1995, când Eric Cornell și Carl Wieman de JILA, o instituție de cercetare exploatate în comun de către Institutul Național de Standarde și Tehnologie (NIST) si de la Universitatea Colorado din Boulder, răcit cu gaz de atomi de rubidiu la 1,7 × 10-7 K peste zero absolut. Împreună cu Wolfgang Ketterle de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT), care a creat un BEC cu atomi de sodiu, acești cercetători au primit Premiul Nobel pentru Fizică din 2001., Cercetările asupra BECs au extins înțelegerea fizicii cuantice și au dus la descoperirea de noi efecte fizice.teoria BEC datează din 1924, când Bose a considerat cum se comportă grupurile de fotoni. Fotonii aparțin uneia dintre cele două mari clase de școală primară sau submicroscopic particule definite de dacă cuantic de spin este un număr întreg nenegativ (0, 1, 2, …) sau un ciudat întreg jumătate (1/2, 3/2, …). Fostul tip, numit bosoni, include fotoni, a căror rotire este 1. Ultimul tip, numit fermioni, include electroni, a căror rotire este de 1/2.,după cum a menționat Bose, cele două clase se comportă diferit (Vezi statisticile Bose-Einstein și Fermi-Dirac). Conform principiului excluderii Pauli, fermionii tind să se evite reciproc, motiv pentru care fiecare electron dintr-un grup ocupă o stare cuantică separată (indicată de numere cuantice diferite, cum ar fi energia electronului). În schimb, un număr nelimitat de bosoni pot avea aceeași stare energetică și pot partaja o singură stare cuantică.obține un abonament Britannica Premium și obține acces la conținut exclusiv., Einstein a extins curând lucrarea lui Bose pentru a arăta că, la temperaturi extrem de scăzute, „atomii bosonici” cu rotiri uniforme s-ar coagula într-o stare cuantică partajată la cea mai mică energie disponibilă. Metodele necesare pentru a produce temperaturi suficient de scăzute pentru a testa predicția lui Einstein nu au devenit realizabile, totuși, până în anii 1990. una dintre descoperiri depindea de noua tehnică de răcire și captare cu laser, în care presiunea de radiație a unui fascicul laser răcește și localizează atomii încetinindu-i., (Pentru această lucrare, fizicianul francez Claude Cohen-Tannoudji și fizicienii americani Steven Chu și William D. Phillips au împărtășit Premiul Nobel pentru Fizică din 1997.) A doua descoperire a depins de îmbunătățiri în izolarea magnetică pentru a menține atomii în loc fără un recipient de material. Folosind aceste tehnici, Cornell și Wieman reușit fuzionarea aproximativ 2.000 de atomi individuali într-o „superatom,” un condens suficient de mare pentru a observa cu un microscop, care a afișat distincte proprietatile cuantice. După cum a descris Wieman realizarea, „am adus-o la o scară aproape umană., Putem scormoni și prod-l și uita-te la aceste lucruri într-un mod nimeni nu a fost în stare să înainte.”
BECs sunt legate la două remarcabile temperatură scăzută fenomene: belșug, în care fiecare dintre heliu izotopi 3He și 4He formează un lichid care curge cu zero frecare; și supraconductibilitate, în care electronii se mișcă printr-un material cu rezistența electrică zero. Atomii 4He sunt bosoni și, deși atomii 3He și electronii sunt fermioni, ei pot suferi, de asemenea, condensare Bose dacă se împerechează cu rotiri opuse pentru a forma stări asemănătoare bosonilor cu spin net zero., În 2003 Deborah Jin și colegii ei de la JILA au folosit fermioni împerecheați pentru a crea primul condensat Atomic fermionic.BEC research a dat naștere unei noi fizici Atomice și optice, cum ar fi Atom laser Ketterle demonstrat în 1996. Un laser convențional de lumină emite un fascicul de fotoni coerenți; toate sunt exact în fază și pot fi concentrate într-un loc extrem de mic și luminos. În mod similar, un laser atom produce un fascicul coerent de atomi care poate fi concentrat la intensitate mare., Aplicațiile potențiale includ ceasuri atomice mai precise și tehnici îmbunătățite pentru a face cipuri electronice sau circuite integrate.
cea mai interesantă proprietate a BECs este că pot încetini lumina. În 1998, Lene Hau de la Universitatea Harvard și colegii ei au încetinit lumina Călătorind printr-un BEC de la viteza sa în vid de 3 × 108 metri pe secundă la doar 17 metri pe secundă sau aproximativ 38 de mile pe oră. De atunci, Hau și alții au oprit complet și au stocat un impuls de lumină într-un BEC, eliberând ulterior lumina neschimbată sau trimițând-o la un al doilea BEC., Aceste manipulări promit pentru noi tipuri de telecomunicații bazate pe lumină, stocarea optică a datelor și calculul cuantic, deși cerințele de temperatură scăzută ale BECs oferă dificultăți practice.