Вступ

бозе айнштайнівський конденсація газ

Бозе-айнштайнівська конденсація (БАК) - одне з найбільш інтригуючих явищ, передбачених квантовою статистичною механікою. Воно має тривалу і багату історію, що починається з 20-х років минулого століття і частково описана в біографіях Альберта Айнштайна та Фріца Лондона , а також в оглядах Аллана Гріффіна та Себастьяна Бейлібара.

Вперше термін бозе-статистика зявився в роботі індійського фахівця з математичної фізики Шатьендраната Бозе, в якій він на основі статистичних міркувань отримав розподіл Планка для спектра фотонів у випромінюванні абсолютно чорного тіла (1924р.). Не в змозі самостійно опублікувати свою роботу, Бозе відіслав її Айнштайну, який переклав її на німецьку мову і зорганізував публікацію.

В 1924 - 1925 рр. Айнштайн опублікував дві статті, в яких він узагальнив роботу Бозе на випадок атомів ідеального газу, тобто на випадок частинок з відмінною від нуля масою. В другій із цих статей він звернув увагу на одну цікаву особливість розподілу атомів по квантових енергетичних рівнях: якщо газ атомів-бозонів охолодити нижче певної температури (так званої критичної), то макроскопічне число атомів переходить (конденсується) в квантовий стан з найнижчою енергією.

Виникнення макроскопічного заповнення одного з квантових станів називають БАК.

Явище БАК унікальне в тому сенсі, що воно являє собою суто квантово-статистичний фазовий перехід, оскільки відбувається навіть у відсутності взаємодії між атомами. Айнштайн назвав такий фазовий перехід «конденсацією без сил притягання».

Більше десяти років явище БАК «не знаходило» застосування у фізиці, доки в кінці 30-х років Фріц Лондон та Ласло Тісса не воскресили ідею конденсації як можливого механізму для пояснення надплинності рідкого гелію-4 при температурах нижче -точки.