Bose-Einstein condensaat

Bose-Einstein-condensaat is een zeldzame toestand (of fase) van materie waarin een groot percentage bosonen in hun laagste kwantumtoestand instort, waardoor kwantumeffecten op macroscopische schaal kunnen worden waargenomen. De bosonen storten in deze toestand in bij extreem lage temperaturen, in de buurt van de waarde van absoluut nul.

Gebruikt door Albert Einstein

Satyendra Nath Bose ontwikkelde statistische methoden, later gebruikt door Albert Einstein, om het gedrag van massaloze fotonen en massieve atomen, evenals andere bosonen, te beschrijven. Deze "Bose-Einstein-statistieken" beschreven het gedrag van een "Bose-gas" dat bestaat uit uniforme deeltjes van gehele getallen spin (d.w.z. bosonen). Wanneer gekoeld tot extreem lage temperaturen, voorspellen de statistieken van Bose-Einstein dat de deeltjes in een Bose-gas zullen instorten in hun laagst toegankelijke kwantumtoestand, waardoor een nieuwe vorm van materie ontstaat, die een superfluïde wordt genoemd. Dit is een specifieke vorm van condensatie die speciale eigenschappen heeft.

Bose-Einstein gecondenseerde ontdekkingen

Deze condensaten werden waargenomen in vloeibaar helium-4 in de jaren 1930 en daaropvolgend onderzoek leidde tot een verscheidenheid aan andere Bose-Einstein-condensaatontdekkingen. De BCS-theorie van supergeleiding voorspelde met name dat fermionen samen konden komen om Cooper-paren te vormen die als bosonen werkten, en die Cooper-paren eigenschappen zouden vertonen die vergelijkbaar zijn met een Bose-Einstein-condensaat. Dit leidde tot de ontdekking van een superfluïde toestand van vloeibaar helium-3, dat uiteindelijk de Nobelprijs voor natuurkunde 1996 kreeg.

Bose-Einstein-condensaten, in hun zuiverste vorm, experimenteel waargenomen door Eric Cornell & Carl Wieman aan de Universiteit van Colorado in Boulder in 1995, waarvoor ze de Nobelprijs ontvingen. 

Ook gekend als: supervloeibaar