Condensat de Bose-Einstein
Le condensat de Bose-Einstein (CEB) est ce qui arrive à un gaz dilué lorsqu'il est rendu très froid, proche du zéro absolu (0 K qui équivaut à -273 °C ou -459,67 °F). Il se forme lorsque les particules qui le composent ont une très faible énergie. Seuls les bosons peuvent former un condensat Bose-Einstein. Ce gaz a une densité extrêmement faible, environ un cent millième de la densité de l'air normal.
Un condensat de Bose-Einstein est un changement d'état. Lorsque la matière se trouve à l'état BEC, elle a une viscosité nulle. La superfluidité et la supraconductivité sont toutes deux étroitement liées à l'état BEC de la matière.
Théorie
Les particules ont de l'énergie. Elles peuvent avoir beaucoup d'énergie et rebondir sauvagement comme dans les gaz, avoir moins d'énergie et s'écouler comme un liquide, ou avoir encore moins d'énergie comme un solide. Si vous enlevez suffisamment d'énergie à la particule, vous obtenez la plus petite ou la plus petite quantité d'énergie possible. Il s'agit d'un condensat Bose-Einstein. Toutes les particules sont donc exactement identiques et, au lieu de rebondir aléatoirement dans toutes les directions, elles rebondissent toutes de la même manière, formant ainsi une "onde de matière géante".
Histoire
Le condensat Bose-Einstein a été suggéré pour la première fois par Satyendra Nath Bose et Albert Einstein en 1924-25. Soixante-dix ans plus tard, son existence a été prouvée. Eric Cornell et Carl Wieman ont fabriqué le premier condensat Bose-Einstein en 1995 à l'université du Colorado. Cornell, Wieman et Wolfgang Ketterle, du MIT, ont ensuite reçu le prix Nobel de physique en 2001.
Expériences
En général, pour obtenir un produit suffisamment froid pour former un condensat de Bose-Einstein, il faut d'abord piéger le boson à l'aide d'aimants, puis, en faisant rebondir les lasers sur eux, leur retirer toute leur énergie (refroidissement par laser). Cela ne permet pas encore d'obtenir un produit suffisamment froid. Certaines particules rebondissent encore beaucoup, et seules quelques-unes s'allongent bien. Le champ magnétique est alors lentement réduit petit à petit pour laisser sortir les particules qui rebondissent plus rapidement. Il ne reste alors que les atomes les plus froids et les plus lents à l'intérieur.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce qu'un condensat de Bose-Einstein ?
R : Un condensat de Bose-Einstein est un état de la matière qui se produit lorsqu'un gaz dilué est rendu extrêmement froid, proche du zéro absolu, et que les particules qui le composent ont une énergie très faible. Seuls les bosons peuvent produire un condensat de Bose-Einstein.
Q : À quelle température se forme un condensat de Bose-Einstein ?
R : Un condensat de Bose-Einstein se forme lorsqu'un gaz dilué est rendu très froid, proche du zéro absolu, ce qui équivaut à -273,15 °C ou -459,67 °F.
Q : Quels types de particules peuvent former un condensat de Bose-Einstein ?
R : Seuls les bosons peuvent produire un condensat de Bose-Einstein.
Q : Quelle est la densité d'un condensat de Bose-Einstein ?
R : La densité d'un condensat de Bose-Einstein est environ un cent millième de la densité de l'air normal.
Q : Un condensat de Bose-Einstein constitue-t-il un changement d'état ?
R : Oui, un condensat de Bose-Einstein est un changement d'état.
Q : Quelle est la viscosité de la matière dans l'état BEC ?
R : Lorsque la matière est dans l'état BEC, sa viscosité est nulle.
Q : Quel est le lien entre la superfluidité, la supraconductivité et l'état BEC de la matière ?
R : La superfluidité et la supraconductivité sont toutes deux étroitement liées à l'état BEC de la matière.
