Fizikçiler moleküllerden oluşan ilk Bose-Einstein kondensatını yarattılar

Bir fizikçi ekibi, moleküllerden Bose-Einstein kondensatı (BEC) adı verilen benzersiz bir kuantum madde durumu yaratmayı başardı. Ekip, Columbia Üniversitesi'nde araştırmasını desteklemek için ABD Ulusal Bilim Vakfı Fakülte Erken Kariyer Gelişimi ödülü alan Sebastian Will tarafından yönetiliyor. Bulgular dergide yayınlandı Doğa.

BEC'ler daha önce tek bir elementin atomlarıyla elde edilmiş olsa da, bu moleküler bir BEC'nin ilk yaratımıdır. Daha uzun kararlılık süresi, bilim insanlarının süperiletkenlik, süperakışkanlık ve daha fazlası dahil olmak üzere kuantum fenomenlerindeki uzun süredir devam eden teorileri test etmelerine olanak tanıyacaktır. Moleküler BEC'ler ayrıca kuantum simülatörlerinde daha uzun menzilli etkileşimler yaratarak tek elementli BEC'leri geride bırakma potansiyeline sahiptir ve bu da daha karmaşık modellere olanak tanır.

1920'lerde Albert Einstein ve Satyendra Nath Bose tarafından öngörülen BEC'ler ilk olarak 1990'larda laboratuvarlarda elde edildi. Tüm BEC'ler aşırı soğuk koşullar gerektirir ve ne gaz, ne sıvı ne de katıdır, bunun yerine bir grup parçacığın neredeyse durma noktasına soğutulup kuantum mekaniği yasalarının dikte ettiği ortak özelliklere ve davranışlara sahip tek, daha büyük bir varlığa dönüştüğü benzersiz bir madde halidir. BEC'leri kullanan çoğu deney bir saniye içinde gerçekleşir – bazıları birkaç milisaniye kadar kısa – ancak Will'in sodyum-sezyum moleküllerinden yapılmış moleküler BEC'si iki saniyeden uzun süre sabit kalır ve bu süre düzinelerce teorik öngörünün test edilmesine olanak tanır.

Tek elementli BEC'ler, maddenin dalga doğası gibi kavramların anlaşılmasını genişletti ve kuantum gaz mikroskopları ve kuantum simülatörleri gibi teknolojilerin geliştirilmesine yol açtı.

Araştırmacılar, maddenin herhangi bir sürtünme yaşamadan akan bir durumu olan yeni süperakışkanlık türleri de dahil olmak üzere daha fazla kuantum olgusunu keşfetmek için moleküler BEC'leri kullanmayı planlıyor. Ayrıca yeni kuantum malzemelerinin geliştirilmesine rehberlik etmek için moleküler BEC tabanlı kuantum simülatörünü kullanmayı umuyorlar.