Fizikai Nobel-díj 2001
Főző Attila László
2007/10/31 21:36
969 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.
A 2001-es évben a fizikai Nobel-díjat Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle és Carl E. Wieman amerikai tudósok kapták, a Bose-Einstein kondenzáció előállításáért. A jelenséget Albert Einstein már 1924-ben megjósolta.

Einstein jóslata után az indiai Satyendra Nath Bose az 1920-as években, kutatásai alapján arra következtésre jutott, hogy amikor adott mennyiségű részecske megfelelően közel kerül egymáshoz, és megfelelően kis sebességgel mozog, akkor a részecskék együtt kerülnek a legalacsonyabb energiájú állapotba. Ez a Bose-Einstein kondenzációnak nevezett folyamat.

A kutatók évtizedekig próbálkoztak a gyakorlati megvalósítással, míg végre 1995-ben Cornell, Wieman és Ketterle sikeres kísérletei eredményre vezettek. A Bose-Einstein kondenzáció az anyag egy különleges állapotát jelenti. Ennek létrehozásához az atomok egy csoportját folyékony hidrogénes, majd lézeres hűtéssel az abszolút nulla fok közelébe hűtik le. Így igen nagyszámú atom kerül azonos kvantumállapotba, s ez "szuperhidegre" hűtött atomok egységesen viselkedő csoportját hozza létre.

Cornell és Wieman mintegy 2000 rubídium-atomból álló tiszta kondenzátumot állított elő, amelynek hőmérséklete mindössze 20 nK (nanokelvin) volt, azaz csak 0,00000002 fokkal volt "melegebb" nulla kelvinnél. Cornell és Wieman eredményeitől függetlenül Ketterle ugyanezt valósította meg nátrium-atomokkal. Az általa megvalósított kondenzáció több atomot tartalmaz, így további jelenségek vizsgálatára is alkalmas volt.

Bose-Einstein kondenzáció: a baloldali képen az atomok egyenletes eloszlását láthatjuk, a középső és jobboldali képen látható csúcsok magas atomkoncentrációt jelentenek

Az anyag ezen új állapota hatékonyan lassítja a fényt, mivel törésmutatója nagyon nagy. A fény nem tud áthatolni egy ilyen nagy törésmutatójú anyagon, de ha megfelelően világítják meg lézerrel, akkor "részlegesen átlátszóvá" tehető. Az utóbbi években nagy visszhangot kapott a "fény megállításának elérése" a Bose-Einstein kondenzátumban. A kísérlet során két lézersugárral világították meg a kondenzátumot, majd az anyagot részlegesen átlátszóvá tévő nyalábot hirtelen kikapcsolták, amikor a másik éppen áthatolt az anyagon. Az eredmény: a kondenzátumban haladó fény teljesen leállt. Amikor ismét bekapcsolták a másik lézert, a fény folytatta útját. A módszer a jövő számítógépeinek információtovábbító képességének növelését rejti magában.

A ma még csak elméletben létező kvantumkomputerek lényegi tulajdonsága, hogy az információt egyes atomok és részecskék különböző kvantumállapotában tárolják. Ilyen részecskék lehetnek például a lézersugár fotonjai, amelynek haladási sebességét most már szélsőséges mértékben is befolyásolni lehet. A fény lelassításának sok gyakorlati felhasználása lehet, például a telekommunikációban, a jelfeldolgozásban, a televíziók képalkotásában és a sötétben látó készülékekben.

Csoportot ajánlunk

Kapcsolódó oldalak

Scientix A természettudományos oktatás közössége
All you need is code Minden a kódolás tanulásáról
A National Geographic A National Geographic honlapja.
Interpress Magazin Az IPM honlapja archívummal
Világtudomány.hu A magyar és nemzetközi tudományos élet hírei
Űr világ Asztronautikai hírportál