Berriki argitaratutako txosten batean, Columbia Unibertsitateko Will Lab taldeak BEC atalasea zeharkatzean eta NaCs molekulen Bose-Eienstein kondentsatua (BEC) sortzean arrakastaren berri ematen du 5 nanoKelvin (= 5 X 10) tenperatura ultrahotzean.-9 Kelvin). Kondentsatu kuantiko molekularra egonkorra zen 2 segundo inguruko bizitzarekin. Honek hainbat hamarkadatan BEC molekularraren bila jarraitzen du. Lorpen nabarmena eta zientziaren mugarri bat da.
Jakina da materia hiru egoeratan egongo zela, alegia. solidoa, likidoa edo gasa, tenperatura eta presioa bezalako kanpoko baldintzen arabera. Adibidez, H2O izotza, ur edo lurrun gisa aurkitzen da kanpoko baldintza arruntetan.
Tenperatura 6000-10,000 Kelvinetik gorakoa denean, materia ionizatu egiten da eta plasma bihurtzen da, laugarren egoera den materia.
Zein izango litzateke materiaren egoera tenperatura oso baxua bada zero absolututik hurbil?
1924-25ean, Satyendra Nath Bose eta Albert Einsteinek iragarpen teoriko bat egin zuten bosoia partikulak (hau da, spin balio osoko entitateak) zero absolututik gertu dagoen tenperatura ultra-baxu batera hozten dira, partikulak entitate bakar eta handiago batean elkartuko lirateke mekanika kuantikoaren legeek gobernatzen dituzten propietate eta jokabide partekatuekin. Bose-Einstein kondentsatua (BEC) deitua, egoera hau materiaren bosgarren egoera zela uste zen.
| Materiaren egoerak | Tenperaturaren existentzia tartea |
| Plasma | 6000-10,000K baino gehiago |
| Gas | Urarentzat, 100 °C-tik gora presio atmosferiko arruntean |
| Liquid | Uretarako, 4°C eta 100°C artean |
| Solid | Urarentzat, beherago, 0°C |
| Bose-Eisenstein kondentsatua (BEC) | Zero absolututik gertu 400 nanoKelkin inguru bosoi atomikoetarako 5 nanokelvin inguru BCE molekularrentzat {1 nanoKelvin (nK) = 10 -9 Kelvin} Zero absolutua = 0 kelvin = -273 °C |
Bose-Einstein kondentsatuaren (BEC) iragarpen teorikoa, materiaren bosgarren egoera errealitate bihurtu zen ia zazpi hamarkada geroago, 1995ean, Eric Cornellek eta Carl Wiemanek rubidio atomoen gas batean lehen BEC sortu zutenean, eta handik gutxira, Wolfgang Ketterlek ekoiztu zuen. BEC bat sodio atomoen gas batean. Hirukoteari 2001eko Fisikako Nobel Saria eman zioten elkarrekin.atomo alkalinoen gas diluituetan Bose-Einstein kondentsazioa lortzeko eta kondentsatuen propietateei buruzko oinarrizko azterketak egiteko.".
Materiaren bosgarren egoeraren zientzian izandako aurrerapenen kronograma
| Mugarri |
| 1924-25: Materiaren bosgarren egoeraren iragarpen teorikoa. Satyendra Nath Bose-k eta Albert Einstein-ek iragarpen teorikoa egin zuten: ia zero absoluturaino hoztutako bosoi partikula talde bat mekanika kuantikoaren legeek agindutako propietate eta jokabide partekatuak dituen super-entitate bakar eta handiago batean elkartuko zela. |
| 1995: materiaren bosgarren egoeraren aurkikuntza - lehen BEC atomikoak sortu ziren. Bose eta Einsteinen iragarpen teorikoa errealitate bihurtzen da 70 urteren ondoren, Eric Cornell eta Carl Wieman-ek lehen BEC sortu zutenean rubidio atomoen gas batean, eta handik gutxira, Wolfgang Ketterlek BEC bat sortu zuen sodio atomoen gas batean. |
| BCE molekularrak NanoKelvin-en ultra-hoztea behar duten BCE molekularrak bilatzea (10-9 Kelvin) sorta |
| 2008: Deborah Jin eta Jun Ye potasio-rubidio molekulen gas bat hoztu zuen 350 nanoKelvin ingurura. |
| 2023: Ian Stevenson et al sodio-zesio (Na-Cs) molekulen lehen gas ultrahotza sortu zuen 300 nanoKelvin (nK) tenperaturan, laser hozte eta manipulazio magnetikoen konbinazioa erabiliz. |
| 2023: Niccolò Bigagli et al mikrouhinak erabili zituen sodio-zesio molekulen gas bosoniko baten iraupena milisegundo batzuetatik segundo bat baino gehiagora luzatzeko, horiek hozteko lehen urrats kritikoa. Iraupen luzeagoko laginarekin, tenperatura 36 nanoKelvinera jaitsi zuten, molekulek BEC bat osatzeko behar duten tenperatura baino txikiagoa. |
| 2024: Niccolò Bigagli et al bosoi molekularren BEC (NaCs molekulak) sortzen du 5 nanoKelvin (nK) tenperatura ultrahotzean. |
1995ean aurkitu zutenetik, mundu osoko eta Nazioarteko Espazio Estazioko (ISS) laborategiek ohiko BEC atomikoak egiten dituzte atomo mota ezberdinetatik.
Molecular Bose-Einstein kondentsatua (BEC)
Atomoak interakzio polaririk gabeko entitate sinpleak eta biribilak dira. Horregatik, ikertzaileek beti pentsatu izan dute molekulen bidez Bose-Einstein kondentsatua (BEC) sortzea. Baina, elementu ezberdinetako bi atomoz osatutako molekula sinpleen BECak sortzea ezinezkoa izan zen, BEC molekularra eratzeko beharrezkoak diren nanoKelvin (nK) gutxitara hozteko teknologiarik ez zegoelako.
Columbia Unibertsitateko Will Lab-eko ikertzaileek etengabe lan egin dute ultrahotza teknologia garatzeko. 2008an, potasio-rubidio molekulen gas bat hoztu ahal izan zuten 350 nanoKelvin ingurura. Simulazio kuantikoak egiten eta talka molekularrak eta kimika kuantikoa aztertzen lagundu zuen, baina ezin izan zuen BEC atalasea gainditu. Iaz 2023an, mikrouhinak erabili zituzten sodio-zesio molekulen gas bosoniko baten iraupena luzatzeko eta 36 nanoKelvin-eko tenperatura baxuagoa lortzeko gai izan ziren, BEC atalasetik gertuago zegoena.
Berriki argitaratutako txosten batean, Columbia Unibertsitateko Will Lab taldeak BEC atalasea zeharkatzean eta NaCs molekulen Bose-Eienstein kondentsatua (BEC) sortzean arrakastaren berri ematen du 5 nanoKelvin (= 5 X 10) tenperatura ultrahotzean.-9 Kelvin). Kondentsatu kuantiko molekularra egonkorra zen 2 segundo inguruko bizitzarekin. Honek hainbat hamarkadatan BEC molekularraren bila jarraitzen du. Lorpen nabarmena eta zientziaren mugarri bat da.
Bose-Einstein kondentsatu molekularrak (BES) sortzeak epe luzerako garrantzia izango luke oinarrizko fisika kuantikoan, simulazio kuantikoan, superfluiztasuna eta supereroankortasuna eta teknologia berrien berrikuntzarako, hala nola ordenagailu kuantiko mota berriak.
***
References:
- Bigagli, N., Yuan, W., Zhang, S. et al. Molekula dipolarren Bose-Einstein kondentsazioaren behaketa. Natura (2024). 03ko ekainaren 2024a. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07492-z Aurreinprimatutako bertsioa arXiv-en https://arxiv.org/pdf/2312.10965
- Columbia Unibertsitatea 2024. Ikerketa berriak - New Yorkeko Coldest Lab-ek eskaintza kuantiko berria du. 03ko ekainaren 2024an argitaratua. Hemen eskuragarri https://news.columbia.edu/news/coldest-lab-new-york-has-new-quantum-offering
- Suediako Zientzien Errege Akademia. 2001eko Fisikako Nobel Sariari buruzko informazio aurreratua – Bose-Einsteinen kondentsazioa gas alkalietan. Hemen eskuragarri https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/advanced-physicsprize2001-1.pdf
- NASA. Materiaren bosgarren egoera. Hemen eskuragarri https://science.nasa.gov/biological-physical/stories/the-fifth-state-of-matter/
***
 of NaCs molecules at a ultracold temperature of 5 nanoKelvin (= 5 X 10-9 Kelvin). The molecular quantum condensate was stable with a lifespan of about 2 seconds. This ends several decades long pursuit of molecular BEC. This is a remarkable achievement and a milestone in science.){kind=link}