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17. Juni 2020

Was ist die Bose-Einstein-Kondensation und warum ist diese Beobachtung für die Wissenschaft so wichtig?

Physik
Physikalische Prozesse
Kondensat
Einstein
Bose
Kondensation
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17. Juni 2020

Die Bose-Einstein-Kondensation ist ein Aggregatzustand, der nur bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt auftritt. Eine solche Kondensation besteht aus Bosen, Elementarteilchen, die einen ganzen Spin haben. Der Spin ist der Eigenrotationsmoment des Teilchens. Es kann eine ganze Zahl (0,1,2) oder eine halbe Zahl (1/2,-1/2) sein. Spin &mdash wird in Fermionen und Bosonen unterteilt. Erstere haben einen halb gebrochenen Rücken und letztere einen ganzzahligen Rücken. Zum Beispiel enthalten Fermionen ein Elektron und Bosonen ein Photon.

Die Existenz von Bose-Einstein-Kondensationen wurde von Wissenschaftlern bereits 1925 vorhergesagt, aber die praktische Umsetzung erfolgte erst 70 Jahre später - 1995. Dann mussten die Forscher das Gas aus den Rubidiumatomen auf eine Temperatur von 170 Nanokelvin kühlen - das sind rund eineinhalb Millionen Grad über dem absoluten Nullpunkt.

Dieser Zustand ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die meisten Atome im System in Quantenzuständen mit minimaler Energie befinden, was die Beobachtung von Quanteneffekten auf makroskopischer Ebene ermöglicht.

Das Bose-Einstein-Kondensat ist ein interessantes Modell zur Untersuchung von Quantenphänomenen in verschiedenen Systemen. Eine praktische Orientierung für diesen fünften Zustand der Substanz haben die Forscher in diesem Fall noch nicht erfunden. Der einzige Ort, an dem bisher die Verwendung von Kondensaten gefunden werden konnte - ist die Schaffung von hochpräzisen Detektoren, wie z.B. Magnet- oder Gravitationsfelder. Dieser Zustand ist auch ein interessantes Modell für die Erforschung der Quantenwelt, das in der Zukunft helfen könnte, produktivere Quantencomputer zu schaffen.

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