Koherens anyagok hullámai

Koherens anyagok hullámai

Dmitry Parashchuk,
fizikai és matematikai tudományok doktora
"Kémia és élet" ı3, 2007

Körülbelül bizonyos méretű tárgyak vesznek körül; pontosan tudjuk, hol végződik a testünk, és biztosak vagyunk benne, hogy egyetlen ember kényelmesen ülhet egy székben. Azonban a nagyon kicsi dolgok világában, vagy a mikro-kvantumvilágban minden nem annyira prózai: a szék és az asztal tízmilliárdszorosra csökkent, az atomok méretéhez képest, elveszítik világos határaikat, és akár egyetlen helyet is el tudnak kerülni az űrben anélkül, hogy egymásba ütköznének . Ennek az az oka, hogy a kvantumvilág tárgyai inkább olyan hullámok, amelyek áthatolnak egymásba, mint az űrben korlátozott tárgyak. Ezért a mikrokvantum világában egy székre és háromra és tíz emberre ülhetünk.

Olyan dolgok, mint a hullámok

Annak érdekében, hogy kísérletileg megtapasztalhassuk a hullám tulajdonságait, az objektumokat nemcsak kicsi, hanem nagyon hideg is kell tenni, vagyis az atomok kaotikus mozgásának nagymértékben csökkentett sebességével. Tehát az atomokat le kell hűteni egy milliárdos Kelvin fokozatra, és az asztal és szék hullámhossza a makróvilágból észrevehetően alacsony hőmérsékleteken észrevehető – 10-nél alacsonyabb-40 K.

A hullámok figyelemre méltó tulajdonsága az, hogy képesek koherensen összehajtani. Koherens módon következetes, szabályos időben vagy térben értendő. Az idő koherens hanghullámok egyik példája a zene. A dallam minden hangja, annak magassága, időtartama és ereje szigorúan egymással összhangban áll.

A szimfonikus zenekar vezetõje szorosan figyelemmel kíséri a több száz vagy akár több ezer hangfolyam hangzását. Látni fogjuk, hogy a koherencia gyengülése hamis hangnak és teljes veszteségnek, mint zajnak. Valójában a koherencia különbözteti meg a dallamot az inkoherens hanghalmaztól. Hasonlóképpen, a kvantumvilágban az objektumok hullám tulajdonságainak koherenciája teljesen új tulajdonságokat biztosít számukra, amelyek nemcsak rendkívül szokatlanok, de fontosak olyan új anyagok létrehozásához is, amelyek radikálisan megváltoztathatják a meglévő technológiákat. Nem véletlen, hogy az elmúlt tíz évben odaítélt fizikai Nobel-díjak majdnem fele koherens jelenségekhez kapcsolódott: lézersugárzás (2005), hideg atomok (1997, 2001), folyékony hélium (1996) és szupravezetők (2003).

A hazai Nobel-díjas fizikusok legtöbbje koherens jelenségekért kapta díját: Kapitsa Péter (1978), Lev Landau (1962),Nikolay Basov és Alexander Prokhorov (1964), Alexey Abrikosov és Vitaly Ginzburg (2003).

Fényes koherencia

A koherencia koncepciója a XIX. Század elején jött létre Thomas Jung angol tudós kísérlete után. Bennük két különböző forrásból származó fény hullott a képernyőre, és behajtották. A két hagyományos izzók fénye, amelyek inkoherens sugárzást biztosítanak, egyszerűen összefoglalva: a képernyő megvilágítása egyenlő az egyes lámpák megvilágításának összegével. A mechanizmus itt van. A villanykörtékből származó könnyű hullámok esetén a fázisváltozás idővel véletlenszerűen változik. Ha a hullám két maximuma most megérkezett a képernyő egy pontjára, akkor a következő pillanatban egy minimum lehet egy lámpa, és maximum egy másikból. A hullámok hozzáadásának eredménye "hullámzik a vízben" – instabil interferencia mintázat. A fényhullámok hullámai annyira gyorsak, hogy a szemeknek nincs ideje rá, és egy egyenletesen megvilágított képernyőt látnak. A hangok világából hasonlóan ez a zaj.

Ábra. 1. Ha a képernyőt két lézersugárral világítják meg, interferencia-minta váltakozóan világos és homályos sávokból származik (a moszkvai állami nyílt egyetem Shatura Tanszékének Adaptív Optika Laboratóriuma interferogramja). Image: "Chemistry and Life"

Az eredmény egészen más lesz, ha két koherens hullámot adunk a képernyőhöz (1.Az ilyen hullámok a legkönnyebben egyetlen lézersugárból érkeznek, két részre bontva, majd összeadva őket. Ezután a szalag jelenik meg a képernyőn. Világos területek a képernyőn, ahol a fény hullám maxima mindig egyszerre érkezik (fázisban). A figyelemre méltó optikai hatás az, hogy a megvilágítás nem növekszik kétszer, mint az inkoherens hullámok esetében, de négyen. Ez azért van így, mert a fényes sávban a hullámok maximális értékei hozzáadódnak, vagyis az amplitúdóik és a megvilágítás arányos a hullámok amplitúdóinak négyzetével. Homályos sávokban a különböző forrásokból származó koherens hullámok törlik egymást.

Most képzeld el, hogy sok koherens hullám érkezik egy bizonyos pontig a fázisban. Például ezer hullám. Ezután a világos terület megvilágítása egy milliószor megnő. A koherens sugárzás nagyjából 10 éves22, az atomok száma lézersugarat ad. Művei alapelveinek feltalálása 1964-ben hozta meg a Nobel-díjat a fizikában az amerikai Charles Townes és két szovjet fizikus Nikolai Basov és Alexander Prokhorov számára. 40 éven át a lézer behatolt mindennapi életünkbe. Segítségével például megtakaríthatjuk a kompakt lemezekre vonatkozó információkat, és nagy távolságokon keresztül továbbíthatjuk az optikai szálon.

Koherens anyagok hullámai

Világunk oly módon van kialakítva, hogy az anyag minden részecskéje megmutassa a hullám tulajdonságait. Az ilyen hullámokat hullámok, vagy de Broglie-hullámok nevezik. 1932-ben a figyelemre méltó francia fizikus Louis de Broglie egy nagyon egyszerű képletet javasol, amely összekapcsolja az λ (a maxima közötti távolságot) az m részecskemérettel és v sebességével: λ = h / mv, ahol h a Planck konstans.

A bármilyen jellegű hullámok alapvető tulajdonsága a beavatkozás képessége. Azonban ahhoz, hogy nem egyenletes zaj keletkezzen, de mint a fény esetében egy fényes sáv, meg kell őrizni a de Broglie hullámok koherenciáját. A hőmozgás meggátolja ezt – a különböző sebességű atomok különböznek a hullámhosszukban. Ha az atomok lehűlnek, a de Broglie képlet szerint nő a hullámhossz λ (2. És amint az értéke meghaladja a részecskék közötti távolságot, a különböző részecskék de Broglie hullámai stabil interferenciamintát adnak, mivel a részecskék helyzetének megfelelő hullámok maximális száma átfedésben van.

Ábra. 2. Minden részecske (atom, molekula) egy hullámcsomag de Broglie-hullámaként ábrázolható, amelynek középpontja megfelel a részecske középpontjának.Miközben lehűl, vagyis csökkenti a véletlenszerű részecske-mozgás sebességét, a hullámhossz nő, és a részecskék hullámcsomagjai végül átfedik egymást. (Kép: "Kémia és élet")

Egy optikai mikroszkópban a de Broglie hullámok interferencia-mintázata látható, ha hossza körülbelül 1 mikron. Ehhez a de Broglie képlet szerint az atom sebessége körülbelül 1 cm / s lehet, ami rendkívül alacsony hőmérsékletnek felel meg – kevesebb, mint egy mikrokelvin. Ilyen lehűtött alkálifém atomot állítottak elő, és ma ez érdekes kutatási tárgy. (Az alacsony hőmérsékletű atomok hűtése és az azokon alapuló ultra-precíz órák leírása a Chemistry and Life című kiadványban (2001, No. 10) Megjegyzés. Ed.) Megjegyzendő, hogy a Szovjetunió Tudományos Akadémia Spektroszkópiás Intézetének 1979-ben Vladilen Letokhov által vezetett szovjet fizikusai olyan kulcsfontosságú ötleteket terjesztettek elő és hajtottak végre, amelyek alapján az atomokat mostanra alacsony hőmérsékletre hűtik.

Mik azok az anyagok zavaró részecskék? Korábban arra a tényre szoktunk, hogy az anyagot olyan szilárd golyók formájában lehet megjeleníteni, amelyek nem hatolnak egymásba.És a hullámok, éppen ellenkezőleg, egymásba fejlődhetnek és áthatolnak. A fény interferenciájával analóg módon "fényes pontot kell kapnunk a képernyőn" – egy olyan kis térség, ahol az anyag hullámainak maximális értéke fázisban van. Váratlanul sok és sok atom koherens hullámai elfoglalhatják az egyik régiót az űrben, és így alakíthatják ki egy szuperatomot – egy hatalmas számú de Broglie hullám gyűjteményét. A kvantummechanika nyelvén ez azt jelenti, hogy a koherens atomok felderítésének valószínűsége a "fényes pontban" maximális. Ezt a csodálatos anyagi állapotot Bose-Einstein kondenzátumnak nevezik. Albert Einstein 1925-ben előre megjósolta az indiai fizikus Shatendranath Bose munkáját. Kondenzátumban minden atom azonos kvantumállapotban van, és egy nagy hullámhoz viselkedik.

Ábra. 3. Két atomi kondenzátum interferencia illusztrációja: a – két kondenzátum különálló csapdákban; b – a csapdák kikapcsolása után a kondenzátumok kibontakoznak, egymást átlapolva. Átfedésük tartományában interferencia-mintázat jelenik meg. (Kép: "Kémia és élet")

A Bose-Einstein kondenzátumot (BEC) kísérletileg csak 70 évvel később figyelték meg: két amerikai tudóscsoport 1995-ben jelentést tett közzé.Kísérleteik során a mágneses csapdába csapódott nátrium- vagy rubídiumgőzből származó atomok lecsökkentek a kondenzátumból. Ezek az úttörő munkák 2001-ben Nobel-díjat nyertek a fizikában, amelyet Eric Cornell, Wolfgang Ketterle és Carl Viemann kaptak. A decemberi magazin borítóján egy élénk képet festettek a BEC-ben fellépő túlhűtött atomok viselkedésére. tudomány 1995: az azonos kék kiborgok csoportja a középpontban – ezek a nulla hőmérsékletű BEC-atomok, és körülöttük a melegebb színek kiborgja kaotikusan mozog – természetfeletti, enyhén fűtött atomok. A BEC-ben eső atomok koherenciáját 1997-ben V. Ketterle briliáns kísérletével mutatták be a Massachusetts Institute of Technology munkatársaival. Ehhez a mágneses csapot két részre osztották fel a fény felosztásával (3a. Ábra). A nátrium-atomok felhői két kondenzátumot állítottak elő, majd a csapdát és a partíciót kikapcsolták: a felhők elkezdtek kibővülni és átfedni. Átfedésük helyén világos interferencia-mintázat jött létre (3b. Ábra), hasonlóan a koherens lézersugár interferenciájához (lásd 1. ábra).Őt megfigyelték az árnyékban, amelyet az atomok felhője vetített a képernyőn, a zebra az ábrán. 3b az anyag zavaró hullámainak árnyéka; a sötét területek megfelelnek az atomhullámok maximális értékének. Meglepő, hogy amikor különböző kondenzátumokból származó atomokat adunk hozzá, azok összege nulla, "anyag eltűnik" a régióban, amely megfelel a "zebra" fénysávjának. Természetesen, az atomok nem tűnnek el – csak koncentrálnak olyan területekre, amelyek árnyékot vetnek.

Lehetséges-e megfigyelni a hullám tulajdonságainak megnyilvánulását masszívabb tárgyaknál, mint az atomok? Kiderült, hogy tudsz. 2003-ban a bécsi Anton Zeilinger csoport képes volt megfigyelni a teljes atomok és biomolekulák mintegy száz atomot tartalmazó beavatkozását. Mert az anyag nagy részecskéi képesek lesznek megfigyelni a hullám tulajdonságait – a kérdés ma nyitott.

Atom lézer

A kvantumfizika szempontjából az atomok és a fotonok hasonlóak abban a tekintetben, hogy ezeknek a részecskéknek nagy száma egyszerre lehet ugyanabban a kvantumállapotban, azaz koherens. Például lézersugárzás esetén az összes foton koherens: ugyanolyan színűek, terjedési irányúak és polarizálódnak. Ennélfogva nagy teljesítményű koherens lézersugarakat kaphatunk, amelyek egy hatalmas számú fotonból állnak.

Hogyan lehet koherens atomgerendákat kapni? Az ötlet egyszerű: gondosan meg kell ragadnia a koherens atomokat a BEC-ből, ugyanúgy, ahogy a lézersugárzás a rezonátorból áttetsző tükörrel történik. Az ilyen eszközt atomlézernek hívták. Az első atomi lézer 1997-ben létrehozta ugyanazt a V. Ketterle-t. Egy ilyen lézerben két tekercs mágneses csapdája tartja a BEC-ot alkotó nátrium-atomokat. A rádiós mező impulzusai, amelyeket 5 milliszekundum időtartamra alkalmaznak, kibontják az atomok forrását, és már nem lehetnek csapdába ejtve. A felszabadított atomok – az atomlézer sugárzása – a gravitáció hatására szabadon hullódnak, ami a fent leírt árnyházi technika segítségével látható. Ma az atomlézerek ereje kicsi: 10-et bocsátanak ki6 atomok másodpercenként, ami sokkal kisebb, mint az optikai lézerek teljesítménye. Például egy hagyományos lézermutató körülbelül másodpercenként másodpercenként bocsát ki.9 még több foton.

A súlytalan fotonokkal ellentétben az atomok nyugalmi tömeggel rendelkeznek. Tehát sokkal erősebb hatásuk van rájuk – a koherens anyaghullámok beavatkozása nagymértékben függ a gravitációs mezőtől, az atomok eltérítő sugarától.Legyen két koherens atomgerenda a metszéspontjuk régiójában, ugyanolyan módon, mint a lézersugarak (lásd az 1. ábrát). Tegyük fel, hogy az atomoszlop egyik útjának gravitációs mezője megváltozott. Ekkor a fénysugár hossza más sugárnyaláb előtt is megváltozik. Ennek eredményeképpen a két atomsugár hullámai egy másik helyen találkoznak, ami az interferencia minta megváltozásához vezet. Az elmozdulás mérésével meghatározhatja a gravitációs mezőben bekövetkező változást. Ezen elgondolás alapján olyan gravitációs mezőszenzorokat hoztak létre, amelyek a gravitációs gyorsulás nagyságának különbségét 10-6%. Hasznos lehet mind az alapkutatás (a fizikai elméletek ellenőrzése, a konstansok mérése), mind a fontos navigációs alkalmazások (precíziós giroszkópok készítése), geológia (ásványi anyagok tesztelése) és más tudományok számára. A sci-fi írók például például a földrajzi mélységben eltemetett obeliszkeken faragott feliratokat olvashatják, ha egy eszközt használnak a legkisebb gravitációs változások mérésére.

Koherens anyag

Különösen érdekes hatások merülnek fel, amikor az anyag koherens hullámainak tulajdonságai megfigyelhetők egy kondenzált anyag makroszkopikus tulajdonságainak, azaz szilárd vagy folyékony anyagnak. Az ilyen tulajdonságok egyik legélénkebb példája a folyékony hélium szuperfluidisége, amikor 2,2 kg alatt hűtöttek. A szovjet fizikusok úttörő tanulmányokat végeztek a szuperfluiditásról: ezt a jelenséget Kapszsa Péter 1938-ban fedezte fel, és Lev Landau kifejtette. A szuperfluid hélium a kis lyukakon keresztül hatalmas sebességgel folyhat: legalább 108-szor gyorsabb, mint a víz. Ha képesek lennénk egy hétköznapi fürdő feltöltésére szuperfluid héliummal, akkor kevesebb, mint egy másodperc múlva kiszivárogna rajta egy apró tűs méretű lyukon keresztül. 2004-ben az amerikaiak Yoon Seung Kim és Moses Chan jelentették a szuperfluiditás felfedezését szilárd héliumban. Kíméletes kísérletük a következő: szilárd hűtésű hélium, amelyet 0,2 K hőmérsékleten nyomás alatt tartottunk, torziós ingagra helyeztük. Ha a hélium egy része szuperfluid állapotba kerül, akkor a torziós vibrációk gyakorisága növekedni fog, mivel a szuperfluid komponens állandó marad, és elősegíti az inga ingadozását.Kim és Chan szerint a szilárd hélium körülbelül 1% -a átjutott a szuperfluid állapotba. Ezek a kísérletek azt mutatják, hogy az atomok szabadon mozoghatnak egy szuperfluid szilárd anyagon keresztül, így akadálytalanul képesek átengedni az anyag tömegét: a valóságban valóságosnak tűnik a falakon való áthaladás lehetősége.

Ez a csodálatos jelenség az atomok hullám tulajdonságaival magyarázható. A hullámok, ellentétben a részecskékkel, akadályozzák az útjukat. Hadd magyarázzuk meg ezt a két fénysugár interferenciáját a képernyőn. Vágjunk lyukakat a képernyőn a "zebra" (interferencia minta) fénysávjai régiójában. A koherens fény nem fog ilyen akadályt érezni: a képernyő csak a zebra megvilágított részében marad meg. Ha a gerendák nem koherensek, egy egyenletesen megvilágított lyukakkal rendelkező képernyő elkerülhetetlenül késleltetheti a fény egy részét. Ebből megérthető, hogy az anyag koherens hullámai hogyan veszítenek el akadályokat veszteség nélkül.

Egy másik szokatlan makroszkopikus kvantumjelenség, amely a szuperfluidissal analóg, a szupravezetés, melyet Heike Kamerling-Oness 1911-ben héliumként fedezett fel, amikor a folyékony hélium hőmérsékletére hűtött (Nobel-díj 1913-ban).A szupravezető elektronok ellenállás nélkül mozgatják az akadályokat, amelyek az atomok hőmozgása. Például egy szupravezető gyűrűben lévő áram folyhat határtalanul, mivel semmi sem zavarja meg. Elmondható, hogy a szupravezetés az elektron folyadék szuperfluiditása. Ilyen szuperfluiditásra szükség van arra, hogy nagyszámú töltés ugyanabban a kvantumállapotban legyen, mint például a lézersugárban lévő fotonok. Ez a követelmény a Wolfgang Pauli kiemelkedő svájci fizikus által 1924-ben meghatározott korláttal szemben áll: ha egy részecske spin száma 1/2, mint egy elektroné, akkor csak egy részecske lehet egy kvantumállapotban. Az ilyen részecskéket fermionoknak nevezik. Egy teljes spin érték esetén egyetlen kvantumállapotban önkényesen nagy számú részecske kondenzálható. Az ilyen részecskéket bozonoknak hívják. Ezért egy szupravezető áramra az elektromos töltés részecskéi teljes centrifugálásra van szükség. Ha egy elektronpár (fermionok) képesek összetett részecskéket létrehozni, akkor a pólus spin értéke egész szám lesz. Ezután az összetett részecskék válnak bórokká, amelyek képesek BEC-t létrehozni, és szupravezető áramot adnak.

Azonban az elektródák párhuzamosan előfordulhatnak a vezetőkben, annak ellenére, hogy a Coulomb-erők egymástól távolabb tolják az elektronokat – ez az ötlet képezte az egyszerű fémek szupravezető képességét magyarázó elméletet (John Bardeen, Leon Cooper, John Schrieffer, Nobel-díj fizikában 1972-ben év).

BEC szuperfluiditást

Ábra. 4. A szuperfluiditás megfigyelése Bose-Einstein atomi kondenzátumban; és – kondenzátum (a piros), amelyet lézersugár rögzített (a rózsaszín) és a mágneses tekercsek (kék gyűrű). Két további lézersugár (zöld), amelyek a kondenzátum pereme mentén haladnak, a rendszer tengelye körül forognak, a kondenzátumot pedig magukkal húzzák; b – a csapda kikapcsolása után a kondenzátum kibontakozik, árnyékot öntve világít (piros nyíl). Kép: "Kémia és élet"

Tehát a 20. század második felében a fizikusok megértették, hogy a BEC-nek szuperfluiditási tulajdonságai lehetnek. Természetesen a BEC gáz megszerzése után a tudósokat lefoglalták a szuperfluiditást bizonyító kísérletek ötlete. 2005-ben a V. Ketterle csoport bemutatta a gáz BEC szuperfluiditásának végső bizonyítékát.A kísérlet alapja azon a tényen alapul, hogy a szuperfluid folyadék szokatlanul viselkedik forgatás közben. Ha sikerült a szuperfluid folyadékot egy kanállal keverni, mint egy kávécsésze kávét, akkor elkezdett teljesen elfordulni, de sok apró vortikumra szakadna. Továbbá szigorú rendben rendeznék őket, az úgynevezett Abrikosov vortex rácsot. Ennek a filigrán kísérletnek a sémája a következő (4. A lézersugárral és a mágneses mezővel lezárt gázkondenzátumot további lézersugarakkal kezdték el forgatni; a kondenzátumot, mint egy kanál, a kávét. Aztán a csapda, vagyis a gerendák és a tekercs kikapcsolt állapotban volt, és a kondenzátumot magára hagyta. Kiterült és árnyékot adott, mint a svájci sajt (4b. Ábra). A "lyukak a sajtban" megfelelnek a szuperfluid vortexeknek. Ezeknek a kísérleteknek a legfontosabb jellemzője, hogy nemcsak bozonok (nátrium-atomok) gázán, hanem fermionok (lítium atomok) gázán is végrehajtottak. A lítiumgázban lévő szuperfluidit csak akkor figyelték meg, amikor a lítium atomok molekulákat vagy gyenge párokat képeztek. Ez volt az első megfigyelése a fermion gáz túlfolyékonyságának.A Bose-Einstein kondenzáció ötlete alapján szilárd kísérleti alapot hozott a szupravezetés elméletéhez.

A fizikusok sikerrel párosítják a lítium atomokat az úgynevezett Feshbach-rezonancia segítségével, amely csapdába kerül a mágneses tekercsek és a lézersugár területének egyidejű működése alatt. A mágneses mező a Feshbach rezonancia tartományban van beállítva, így jelentősen megváltoztatja a gáz atomjai közötti kölcsönhatási erőket. Tudod, hogy az atomok vonzzák egymást, vagy – taszítják egymást. A fizikusok más módszerekkel jöttek létre a szuperkázolt atomgáz tulajdonságainak szabályozására. Az egyik legelegánsabb az atomok elhelyezése a lézersugarak beavatkozó területén – egyfajta optikai rács. Ebben minden egyes atom az interferencia minta egyik sávjának középpontjában áll (lásd 1. ábra), úgyhogy a fény hullámai tartják az anyag hullámát, mint a tojások tárolására szolgáló formát. Az optikai rácsban lévő atomok kiváló kristálymodellként szolgálnak, ahol az atomok közötti távolságot a lézersugár paraméterek segítségével megváltoztatják, és a Feshbach rezonancia segítségével szabályozzák az egymás közötti kölcsönhatást. Ennek eredményeképpen a fizikusok rájöttek egy régi álomra – egy olyan anyag mintájának megszerzésével, amely ellenőrzött paraméterekkel rendelkezik.A tudósok úgy vélik, hogy a szuperkatalóg gáz nemcsak kristály, hanem az egzotikusabb formák mint a neutroncsillagok és a korai univerzum kvark-gluon plazma modellje is. Ezért nem indokolt, hogy egyes kutatók úgy vélik, hogy a szupercold gáz segít megérteni az Univerzum evolúciójának korai szakaszát.

Koherens jövő

A szuperfluiditás és a szupravezetés jelenségei azt mutatják, hogy a nagyszámú részecskék de Broglie hullámainak koherenciája váratlan és fontos tulajdonságokat eredményez. Ezeket a jelenségeket nem lehetett előre jelezni, ráadásul majdnem 50 évig kellett megmagyarázni az egyszerű fémek szupravezetését. És a magas hőmérsékletű szupravezetés jelensége, amelyet 1986-ban a német Johannes Bednorets és a svájci Karl Muller (Nobel-díj 1987) fémoxid kerámiákban fedeztek fel, még nem kapta meg az általánosan elfogadott magyarázatot a világméretű fizikusok óriási erőfeszítései ellenére.

Egy másik olyan kutatási terület, amelyben koherens kvantumállapotok nem kerülhetők el, kvantum számítógépek: csak ilyen állapotban lehet a nagy teljesítményű kvantumszámítást elvégezni, amely a legmodernebb szuperszámítógépek számára nem elérhető.

Tehát a koherencia a fáziseltérés megőrzését jelenti a hajtogató hullámok között.Maguk a hullámok különbözőek lehetnek: mind a fény, mind a Broglie hullámok. A BEC gáz példáján látható, hogy egy koherens anyag valójában egy új, az ember számára korábban elérhetetlen anyagforma. Felmerül a kérdés: a koherens mennyiségi folyamatoknak az anyagban való megfigyelése mindig nagyon alacsony hőmérsékletet igényel? Nem mindig. Legalábbis egy nagyon jó példa – egy lézer. A lézersugárzás környezeti hőmérséklete általában nem jelentős, mivel a lézer a termikus egyensúlytól távol eső körülmények között működik. A lézer nagyon nem egyensúlyi rendszer, mivel energiát adnak hozzá.

Nyilvánvalóan még mindig a koherens kvantum-folyamatok kutatásának kezdetén vagyunk, amelyek hatalmas számú részecskét tartalmaznak. Az egyik izgalmas kérdés, amelyre eddig még nincs határozott válasz: vannak-e makroszkopikus koherens kvantumfolyamatok a vadon élő állatokban? Lehet, hogy az életet az anyag különleges állapota, a fokozott koherencia jellemzi.


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: