Physics 2000 The Atomic Lab Bose Einstein Condensation

Cómo se ve el Condensado de Bose-Einstein?

La respuesta simple es que se ve como una pequeña masa en el fondo de una trampa magnética.   Esta masa de condensado es como una gota de agua que se condensa del aire cuando éste es enfriado. Cuando se forma inicialmente, el condensado está rodeado todavía de átomos normales de gas, así que parece la semilla dentro de una cereza.

Yo puedo simplemente mirar el experimento y verlo?

En principio sí, pero hay varias razones que lo hacen difícil.  Primero, es una masa bastante pequeña, así que necesitaría un microscopio.  Segundo, tendría que iluminarla con el color especial rojo profundo al que responden los átomos de rubidio. (Click aquí para saber más acerca de los átomos y los colores a los cuáles responden). Tercero, tendría que mirar muy rápidamente, porque al incidir la luz sobre el condensado, éste se calienta rápidamente y vuelve a convertirse en los átomos normales de gas. La forma en que Weiman y Cornell lo vieron por primera vez fué apagando la trampa y luego de un tiempo tomaron una fotografía de la nube. Cuando vieron las oscuridades en diferentes partes de la nube, pudieron identificar un globo muy oscuro en el centro, a medida que la nube se enfriaba.  Usted puede ver esto en las figuras obtenidas de sus datos a medida que enfriaban los átomos desde 400 billonésimas de grado sobre Cero Absoluto, hasta 50 billonésimas.


Click para ver una imagen ampliada. La escala de grises ha sido convertida en color, con el blanco indicando las partes más oscuras y densas de la nube. Para ver una películ en 'falso color' mostrando una nube de átomos enfriándose y condensando, haga click en uno de los siguientes:

BEC QuickTime movie,
850 Kbytes
O BEC movie gif animado,
2.8 Mbytes

Entonces los átomos en el extremo  de las imágenes se están dispersando, pero el condensado de Bose-Einstein repesenta el pico en la mitad, no es verdad?

Usted está correcta en cuanto a los átomos en los lados y casi correcta acerca del condensado. En realidad el condensado se esparce, pero la forma en que lo hace muestra algunas de las razones que lo hacen tan especial.

Ya estaba comenzando a preguntarme qué hay de tan especial en una pequeña masa.

Esta masa se esparce tan lentamente como pueden los átomos que no están pegados, como lo están los de la materia sólida. Hay una ley básica de la física que requiere que se esparzan, llamada "el principio de incertidumbre de Heisenberg" que dice que no se puede simultáneamente saber la extacta posición y velocidad de una cosa, incluso de los átomos. Puesto que podemos ver dónde están localizados, no podemos saber exactamente la velocidad con que se están moviendo. Si estuvieran estacionarios, podríamos saber que se mueven con velocidad igual a cero. Por eso es que se esparcen. Pero comprender realmente el principio de incertidumbre es otra historia.