Maaddada waxaa laga heli karaa wadamo kala duwan, oo ay ku jiraan adkaha, gaaska iyo dareeraha; Si kastaba ha ahaatee, waxaa jira noocyo kale oo ka mid ah dawladaha hoose, kuwaas oo mid ka mid ah loo yaqaan Bose-Einstein kondensate, oo ay u tixgeliyaan farmashiyaal badan, saynisyahano iyo physicists inay yihiin gobolka shanaad ee maaddada.
Maqaalkan waxaan kuugu sheegi doonaa waxa uu yahay kondensate-ka Bose-Einstein, astaamihiisa, codsiyada iyo waxyaabo kale oo badan.
Waa maxay kondensate-ka Bose-Einstein
A Bose-Einstein Condensate (BEC) waa xaalad isugeyn ah, sida gobolada caadiga ah: gaas, dareere iyo adag, laakiin Waxay ku dhacdaa heerkul aad u hooseeya, oo aad ugu dhow eber dhammaystiran.
Waxay ka kooban tahay qaybo loo yaqaan bosons kuwaas oo, heerkulkan, degan heerka tamarta ugu hooseeya ee loo yaqaan gobolka dhulka. Albert Einstein waxa uu arrintan saadaaliyay sannadkii 1924-kii ka dib markii uu akhriyay warqad ku saabsan tirakoobka sawir-qaadista ee uu u soo diray fiisigiste Hindi ah oo lagu magacaabo Satyendra Bose.
Ma fududa in la helo heerkulka loo baahan yahay si loo sameeyo kondensates Bose-Einstein gudaha shaybaarka, sababta ilaa 1995 ay u suurtoobi wayday in la helo tignoolajiyada loo baahan yahay. Sannadkaas, physicists American Eric Cornell iyo Carl Wieman iyo physicist Jarmal Wolfgang Ketterle waxay ku guuleysteen inay kormeeraan kondensateskii ugu horreeyay ee Bose-Einstein. Saynisyahanada Colorado waxay isticmaaleen rubidium-87, halka Keitel uu ka helay gaasta aadka u milmay ee atamka sodium.
Sababtoo ah tijaabooyinkan ayaa albaabka u furay goob cusub oo daraasad ah oo ku saabsan sifooyinka maatarka, Kettler, Cornell, iyo Wieman waxay heleen 2001 Nobel Prize. kuwaas oo dhan maareeyaan si ay u helaan tamar la dhimay iyo dardar isku mid ah, taas oo aan ka dhicin arrimaha caadiga ah.
Astaamaha ugu muhiimsan
Sidii hore loo soo sheegay, maaddadu maaha kaliya inay leedahay saddex xaaladood oo dareere ah, adag, iyo gaas, laakiin liddi ku ah, waxa jira dawlad afraad iyo shanaad oo balasmatik iyo ionized ah. Isku-dhafka Bose-Einstein waa mid ka mid ah gobolladan wuxuuna leeyahay astaamo dhowr ah:
- Waa wadar guud oo ka kooban ururinta bosons kuwaas oo ah qaybo hoose.
- Waxaa loo tixgeliyaa gobolka shanaad ee isku-darka ee agabku u qaadan karaan.
- Waxaa markii ugu horreysay la arkay 1995-kii, markaa waa wax cusub oo qurux badan.
- Waxay leedahay habka uumiga oo u dhow eber dhammaystiran.
- Waa dareere aad u sarreeya, taas oo macnaheedu yahay inay leedahay awoodda walaxda si ay u baabi'iso khilaafka.
- Aad bay u dhaqan badan tahay waxayna leedahay eber iska caabin koronto ah.
- Waxa kale oo loo yaqaan barafka quantum.
Asalka kondensate-ka Bose-Einstein
Marka gaaska lagu xidho weel, qaybaha uu ka kooban yahay gaaska waxaa caadi ahaan lagu hayaa masaafo ku filan midba midka kale taas oo ay jirto isdhexgal aad u yar, marka laga reebo isku dhaca mararka qaarkood midba midka kale iyo darbiyada weelka. Sidaa darteed qaabka gaaska ugu fiican ee caanka ah ayaa laga soo qaatay.
Si kastaba ha ahaatee, qaybo ka mid ah waxay ku jiraan kicinta kulaylka joogtada ah, heerkulkuna waa cabbirka go'aaminta xawaaraha: Heerkulka sare, si dhakhso ah ayay u dhaqaaqaan. Inkasta oo xawaaraha qayb kasta uu kala duwanaan karo, celceliska xawaaraha nidaamku wuxuu ahaanayaa mid joogto ah heerkulka la bixiyay.
Xaqiiqda xigta ee muhiimka ah ayaa ah in maaddadu ay ka kooban tahay laba nooc oo qayb ka mid ah: fermions iyo bosons, oo ay ku kala duwan yihiin lafdhabarkooda (intransic angular momentum), kuwaas oo gebi ahaanba ku jira dabeecadda. Tusaale ahaan, electrons waa xamaamyo leh isugeyn nus-integer ah, halka bosons-yadu leeyihiin wareegyo isugeyn ah, taas oo ka dhigaysa habdhaqankooda tirakoobka mid ka duwan.
Fermions waxay jecel yihiin inay ka duwan yihiin sidaas darteed adeec mabda'a ka saarida Pauli, marka loo eego taas oo laba xabbo oo atamka ku jira aanay yeelan karin xaalad tiro isku mid ah. Tani waa sababta elektarooniga ay ugu jiraan orbitals atomic oo kala duwan sidaas darteedna aysan ku jirin xaalad isku mid ah.
Bosons, dhanka kale, ma adeecaan mabda'a diidmada, sidaas darteedna wax diidmo ah kama haysto inay qabsadaan isla gobolka tirada. Qaybta adag ee tijaabadu waa ilaalinta nidaamka qaboojin ku filan si mawjada de Broglie ay u ahaato mid sare.
Saynisyahanada Colorado waxay tan ku dhameeyeen iyagoo isticmaalaya nidaamka qaboojinta laysarka kaas oo ku lug leh garaacida shaybaarka atomiga oo leh lix laydh oo leysarka ah, taasoo keenaysa inay si lama filaan ah u gaabiyaan oo ay si weyn u yareeyaan khalkhalkooda kulaylka.
Atomyada qunyar socodka ah, ee qaboojiyaha ayaa ku xayiran goobta birlabeedka, taasoo u oggolaanaysa atamka dheereeya inay baxsadaan si ay u qaboojiyaan nidaamka. Atomyada sidaan u xirnaa waxay ku guuleysteen inay sameeyaan buro yar oo ka mid ah kondensate-ka Bose-Einstein muddo gaaban, kaas oo socday muddo dheer oo ku filan in lagu duubo sawir.
Aplicaciones
Mid ka mid ah codsiyada ugu yabooha badan ee Bose-Einstein condensate ayaa ku jira abuurista aaladaha saxda ah ee cabbiraadda waqtiga iyo ogaanshaha hirarka cuf-jiidadka. Sababtoo ah atamka ku jira kondensate waxay u dhaqaaqaan hal unug, aad bay uga saxsan yihiin saacadaha atomiga ee caadiga ah waxaana loo isticmaali karaa in lagu cabbiro wakhtiga si sax ah oo aan horay loo arag.
Arrin kale oo xaaladdan shanaad ee arrinta lagu dabaqi karo waa xisaabinta quantum, taasoo oggolaan karta abuurista kombuyuutar aad uga awood badan kana tayo badan kuwa hadda jira. Atomyada ku jira kondensate waxa loo isticmaali karaa qubits ahaan, dhismooyinka aasaasiga ah ee kombayutarka quantum-ka, iyo hantidooda tirada waxa ay awood u siin karaan xisaabinta aad uga dhakhso badan oo sax ah marka loo eego suurtogalka kombiyuutarada caadiga ah. Tani waa sababta maalmahan aad looga hadal hayo kumbuyuutarrada quantum-ka.
Intaa waxaa dheer, kondensate-ka Bose-Einstein waxaa sidoo kale loo isticmaalaa cilmi baarista maaddooyinka fiisigiska iyo abuurista walxo cusub oo leh sifooyin aan caadi ahayn. Tusaale ahaan, waa la isticmaalay in la abuuro agab dhaqan wanaagsan oo wax ka bedeli kara warshadaha elektaroonigga ah oo oggolow abuurista qalab aad u tayo badan oo awood badan.
Waxaan rajeynayaa in macluumaadkan aad wax badan ka baran karto kondensate-ka Bose-Einstein, sifooyinkiisa iyo adeegsigiisa.
