BOSE-EİNSTEİN YOĞUŞMASI
Maddenin beşinci hali olan Bose-Einstein yoğuşması belki de maddenin halleri arasında en gizemli olanıdır. Bose-Einstein yoğunlaşması 1990'lı yıllara kadar Laboratuvarda oluşturuluncaya kadar gazlar, sıvılar, katılar ve plazmalar yüzyıllarca olmasa da onlarca yıl boyunca üzerinde iyi çalışılmıştı.
Bose-Einstein yoğuşması, bir mutlak sıfıra kadar soğutulmuş bir atom grubudur. Bu sıcaklığa ulaştıklarında atomlar neredeyse birbirlerine göre hareket ederler; Bunu yapmak için neredeyse hiç serbest enerjisi yoktur. Bu noktada, atomlar bir araya toplanmaya ve aynı enerji durumlarına girmeye başlarlar.
Bose-Einstein yoğuşması elde etmek için, öncelikle dağınık gaz bulutu gereklidir. Ardından, lazerler ışını ile atomlardan enerjiyi alarak soğutulur. Bundan sonra atomları daha da soğutmak için bilim adamları buharlaşmalı soğutma yöntemi kullanırlar. Bu soğuma sonucunda atom sağlam bir yapı oluşturamaz. Bunun yerine, atomlar aynı kuantum haline düşer ve birbirlerinden ayırt edilemezler. Bu noktada atomlar, Bose-Einstein istatistiği olarak adlandırılan ve genellikle fotonlar gibi parçalara ayıramadığınız parçacıklara uygulanan şeylere uymaya başlarlar.
TEORİ VE KEŞİF
Bose-Einstein yoğuşması ilk önce teorik olarak Satyendra Nath Bose (1894-1974) tarafından öngörülmüştür. Hintli bir fizikçi olan Satyendra Nath Bose, onun adı ile anılan atom altı parçacık olan bosonu keşfetti. Bose, kuantum mekaniğinde istatistiksel problemler üzerine çalışıyordu ve fikirlerini Albert Einstein'a gönderiyordu. Einstein bunları yayınlayacak kadar önemli olduğunu düşündü. Daha da önemlisi Einstein, Bose'un Einstein istatistikleri olarak bilinen Bose'un matematiği atomların yanı sıra ışıkta da kullanılabileceğini gördü.
İki kişinin bulduğu şey normalde atomların belirli enerjilere sahip olmasıydı, aslında kuantum mekaniğinin temellerinden biri, bir atomun veya diğer atom altı parçacıkların enerjisinin isteğe bağlı olamayacağıdır. Bu yüzden elektronlar farklı orbitallerde bulunur ve yine bu yüzden elektronlar bir enerji seviyesinden ve bir orbitalden düştüklerinde çok özel dalga boylarında foton saçarlar. Eğer atomları mutlak sıfıra kadar soğutursak aynı enerji seviyesine düşer ve ayrıt edilemezler.
Bu nedenle Bose-Einstein yoğuşmasın da atomlar 'süper atomlar' gibi davranırlar. Nerede olduklarını ölçmeye çalışıldığında, ayrı atomlar görmek yerine bulanık bir top olarak görülür.
Maddenin diğer halleri, adını fizikçi Wolfgang Pauli'den alan Pauli Dışlama İlkesine uymaktadır. Pauli (1900-1958) Avusturya doğumlu bir İsviçre ve Amerikan teorik fizikçisi ve kuantum fiziğinin öncülerindendi.
1995 yılına kadar teori bu tür maddelerin var olması gerektiğini söylese de, , Boulder, Colorado'daki Ortak Laboratuar Astrofizik Ortak Enstitüsü (Ellison Cornell) ve Carl E. Wieman (Wolfgang Ketterle) Massachusetts Institute of Technology laboratuvar ortamında bir tane yapmayı başararak, 2001 yılında Nobel Fizik Ödülüne layık görüldüler.
Hazırlayan: Celal DEMİRTAŞ (fizik öğretmeni)
