شارك
الرئيسية
1 دقيقةما هو مكثف بوز أينشتاين؟
وقد يدعى باسم تكاثف بوز أينشتاين (BEC) أو "الحالة الخامسة للمادة"، وهو حالة من المادة تتكاثف فيها الذرات المنفصلة أو الجسيمات دون الذرية (البوزونات)، المبردة إلى ما يقرب من الصفر المطلق (0 كلفن أو - 273.15 درجة مئوية أو - 459.67 درجة فهرنهايت). في درجة الحرارة المنخفضة هذه، لا توجد طاقة كافية للجسيمات لكي تتحرك، مما يتسبب في تشابه خصائصها الكمومية فيما بينها.
لماذا سمي مكثف بوز أينشتاين بهذا الاسم؟
تم التنبؤ بمكثفات بوز-آينشتاين نظرياً لأول مرة من قبل العالم الهندي ساتيندرا ناث بوز الذي سميت "البوزونات" تيمناً به، وألبرت أينشتاين، وما ذكرته النظرية الخاصة بهم أنه: عندما يقترب عدد معين من جسيمات بوز المتطابقة من بعضها البعض بشكل وثيق بدرجة كافية، وتتحرك ببطء كافٍ ، فإنها ستتحول بشكل جماعي إلى أدنى حالة طاقة وفي نفس الحالات الكمومية ولا يمكن تمييزها عن بعضها البعض، لتصبح سحابة واحدة تدعى "جسيمات فائقة" ، تعمل وفقاً لقواعدها الخاصة.
ماذا سيحصل لو لمست مكثف بوز أينشتاين؟
بما أن تكوين مكثف بوز أينشتاين يتم عن طريق تبريد غاز ذي كثافة منخفضة للغاية، إلى كثافة أقل من كثافة الهواء العادي بحوالي 100000 مرة، باستخدام درجات حرارة شديدة الانخفاض، بمجرد أن تلمس سحابة المكثف، فإن حرارة جسمك ستسخّن المادة الباردة، مما يؤدي إلى تدمير المكثف بشكل فعال.
هل مكثفات بوز أينشتاين موجودة في الطبيعة؟
لم يتم العثور عليها بشكل طبيعي على الأرض، لكن البعض يتكهّن بأن ظروف الضغط المرتفع حول النجوم النيوترونية، قد تؤدي إلى ظهور غازات شبيهة بـمكثف بوز أينشتاين. لعل الكثافات العالية في تلك البيئة القاسية، تسبب تقريب الجسيمات من بعضها البعض بحيث تعمل مثل المكثفات.
ما هي الأمثلة التطبيقية على مكثفات بوز أينشتاين؟
لا يوجد تطبيق تجاري أو صناعي حالي، لكن هناك تطلعات مستقبلية واستخدامات بحثية من أهمها:
- الموصلات الفائقة والسوائل الفائقة: توصل الموصلات الفائقة الكهرباء بدون مقاومة كهربائية فتساهم في بناء الكومبيوترات الخارقة. المقترح هو أن التيار في الموصلات الفائقة يستمر إلى اللانهاية بسبب عدم وجود مقاومة، وكذلك الأمر بالنسبة للتدفق الخاص بالسوائل الفائقة، من المفروض أن يستمر دون توقف بسبب عد وجود احتكاك.
- الليزر الذري: الذي يمكن أن يكون له تطبيقات تتراوح من الطباعة الحجرية على النطاق الذري إلى قياس واكتشاف مجالات الجاذبية.