Condensado de Bose-Einstein

Para elucidar possíveis dúvidas sobre a notícia do post anterior, segue abaixo um artigo sobre o condensado de Bose-Einstein.

O Condensado de Bose-Einstein é uma fase da matéria formada por bósons a uma temperatura muito próxima do zero absoluto. Nestas condições, uma grande fracção de átomos atinge o mais baixo estado quântico, e nestas condições os efeitos quânticos podem ser observados à escala macroscópica. A existência deste estado da matéria como consequência da mecânica quântica foi inicialmente prevista por Albert Einstein em 1925, no seguimento do trabalho efectuado por Satyendra Nath Bose. O primeiro condensado deste tipo foi produzido setenta anos mais tarde por Eric Cornell e Carl Wieman em 1995, na Universidade de Colorado em Boulder, usando um gás de átomos de rubídio arrefecido a 170 nanokelvins (nK).

Teoria

O abrandamento de átomos por meio de arrefecimento produz um estado quantico único conhecido como condensado de Bose ou condensado de Bose-Einstein. Este fenômeno foi teorizado nos anos 20 por Albert Einstein, ao generalizar o trabalho de Satyendra Nath Bose sobre a mecânica estatística dos Fótons (sem massa) para átomos (com massa). (O manuscrito de Einstein, que se pensava estar perdido, foi encontrado em 2005 numa biblioteca da Universidade de Leiden). O resultado do trabalho de Bose e Einstein é o conceito de gás de Bose, governado pela estatística de Bose-Einstein que descreve a distribuição estatística de partículas idênticas de spin inteiro, conhecidas hoje em dia como Bósons. As partículas bosónicas, que incluem o Fóton e átomos como o hélio-4 podem partilhar estados quanticos umas com as outras. Einstein especulou que arrefecendo os átomos bosónicos até temperaturas muito baixas os faria colapsar (ou "condensar") para o mais baixo estado quantico acessível, resultando numa nova forma de matéria.

Esta transição ocorre abaixo de uma temperatura crítica, a qual, para um gás tri-dimensional uniforme consistindo em partículas não-interactivas e sem graus internos de liberdade aparentes, é dada por:

$$T_c = \left(\frac{n}{\zeta(3/2)}\right)^{\frac{2}{3}}\frac{h^2}{2\pi m k_B}$$

onde:
$$T_c$$ é a temperatura critica;
$$n$$     a densidade da partícula;
$$m$$    a massa por bóson;
$$h$$     a constante de Planck;
$$k_B$$ a constante de Boltzmann;
$$\zeta$$a função zeta de Riemann.


Fonte: Wikipédia - Condensado de Bose-Einstein.