发布网友 发布时间:2024-09-17 04:52
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热心网友 时间:2024-10-01 11:36
玻色-爱因斯坦冷凝物的名称源自于两位物理学家——萨提亚纳特·玻色与阿尔伯特·爱因斯坦。这段历史始于1924年,当时年轻的玻色给爱因斯坦寄去了一篇论文,提出了一个新的统计理论。这一理论与传统的统计理论仅在一条基本假设上有所不同。传统的统计理论认为,一个系统中的所有原子(或分子)都是可辨别的,即我们能为每个原子指定不同的名称,而不会混淆。基于这一假设的理论完美解释了理想气体定律,取得了巨大成功。然而,玻色则挑战了这一假设,认为在原子尺度上我们根本无法区分两个同类原子(如两个氧原子)有任何不同。
玻色提出的问题是,将N个相同的小球放入M个编号为1、2、...、M的箱子中,假设箱子的容积足够大,有多少种不同的放置方法?基于这个问题,玻色采用了与传统统计相似的方法,开发了一套新的统计理论。玻色的论文引起了爱因斯坦的高度关注,爱因斯坦迅速将玻色的论文翻译成德文并发表。
随后,爱因斯坦将玻色的理论应用于原子气体中,并推测在极低温度下,所有原子可能会处于相同的最低能态上,它们的行为将像一个粒子一样。物理学家们将这种现象称为玻色-爱因斯坦凝聚。值得注意的是,“凝聚”在这里的含义与日常生活中的“凝聚”不同,它指的是原来处于不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态。玻色-爱因斯坦凝聚是量子力学领域的一个重要现象,它展示了微观粒子在极端条件下的集体行为。
BEC是物质的一种奇特的状态,处于这种状态的大量原子的行为 像单个粒子一样。打个比方,练兵场上的士兵刚解散不久,突然指挥 官发令“向东齐步走”,于是所有的士兵像一个士兵一样整齐的向东 走去。如果将士兵缩小到原子尺度,以至于分辨不出谁是谁,我们便 看到了“BEC”。