玻色爱因斯坦凝聚物是什么?
cht
2022-08-12
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我们都熟悉物质的经典状态有固体,液体和气体三种。
科学也非常熟悉等离子体,等离子体现在被认为是第四种状态。
物质可能还处于第五种状态,国际空间站(ISS)上的研究使我们更接近了解所谓的玻色——爱因斯坦凝聚物。
对于大多数物质来说,我们可以通过增加热量在物质状态之间循环。
等离子体与气体最相似,但是离子导电。
玻色——爱因斯坦凝聚物是完全不同的物质。
这种材料受量子效应的支配,这使其很难制造。
在地球上,实验室只能将玻色——爱因斯坦的冷凝物维持几毫秒的时间。
但是,国际空间站(ISS)上的研究已经产生了玻色——爱因斯坦冷凝物,该冷凝物持续了超过一秒钟。
玻色——爱因斯坦凝聚物之所以如此命名,是因为它的存在是大约一个世纪前阿尔伯特·爱因斯坦和印度数学家萨蒂扬德拉·纳斯·玻色所假定的。
仅当某些元素的原子冷却到接近绝对零的温度时,才存在这种奇异物质。
在这一点上,原子簇开始作为具有波动和粒子特性的单个量子起了作用。
科学家认为,玻色——爱因斯坦的冷凝物可能是理解诸如暗能量和宇宙量子性质之类的钥匙。
科学家通过将原子引导到微观的磁性“陷阱”中产生凝结,从而诱使它们进入称为量子简并性的状态。
它们的量子态一点一点地交叠,直到冷凝物变成单波。
科学家必须释放陷阱来研究材料。
不幸的是,即使外界的微小干扰也会破坏玻色-爱因斯坦的冷凝物。
这就是为什么我们只能在地球上维持它们几毫秒的原因。
在空间站上进行的研究不必与重力抗衡,从而使他们可以更有效地隔离冷凝物。
在零重力条件下,即使在掉下疏水阀后,该物质仍保持完好无损,并且处于凝结状态,比在地球上要凝聚长得多。
该团队能够在Bose-Einstein冷凝物溶解之前进行详细的测量。
这可能会让我们对量子力学和相对论的了解进一步的升华。
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