Maddenin 5. Hâli: Bose-Einstein Yoğunlaşması
Maddenin günlük hayatta karşılaştığımız ve aşina olduğumuz 3 hali vardır; katı, sıvı ve gaz. Ancak ortaokulun sonlarına yaklaştığımızda maddenin bir halinden daha haberdar oluruz, plazma. Peki katıyı katı yapan, sıvıyı sıvı yapan nedir?
Maddenin atomlarının kinetik enerjisine bağlı olarak yoğunluğudur. Maddenin kinetik enerjisi arttıkça atomlar arası mesafe artar ve yoğunluğu azalır. Gaz halde kinetik enerji yüksek ve atomlar arası mesafe çok fazla iken, katı halde tam tersi durum söz konusudur. Plazmada ise aşırı sıcaklık sonucu maddenin elektron ve iyonları serbest bir şekilde bulunur.
Bose-Einstein Yoğunlaşması
Maddenin 5. hâli olarak nitelendirilen Bose-Einstein yoğunlaşması, maddenin aşırı soğutulup kinetik enerjisinin çok düşük seviyelere ulaşması sonucu oluşur.
Madde çok soğutulunca kinetik enerjisi çok düşük seviyelere ulaştığından atomlar arası kinetik enerji aktarımı yok denecek kadar azalır. Dolayısıyla moleküllerin hareketi çok düşüktür. Artık atomlar birbirinden ayrı olarak hareket edebilen atomlar değildir. Bu atomlar kendi kimliklerini kaybedip tek bir atom gibi davranmaya başlarlar. Bu haldeki maddeler süper akışkanlık gösterirler yani viskoziteleri sıfırdır. Sıfır viskozitede madde akmaya karşı hiçbir direnç göstermez ve kinetik enerji kaybı yaşanmaz.
Bose-Einstein Yoğunlaşmasının Teorik Keşfi
Bir atom altı parçacık olan bozonu keşfeden Satyendra Nath Bose (1894-1974)
Bose-Einstein yoğunlaşması’nı teorik olarak öngören ilk kişidir. Bose, fotonların nasıl davrandığını inceleyen bir makalesini Einstein’e gönderir. Einstein, Bosenin fikirlerini oldukça önemli bulur ve Bose-Einstein matematiği olarak adlandırılan bu istatistiğin sadece fotonlar değil, aynı zamanda atomlar için de kullanılabileceğini keşfeder.
Dolayısıyla atomları oluşturan parçacıkların çok düşük sıcaklıkta bir araya gelip tek bir atom gibi davranabileceğini teorik olarak keşfetmiş olurlar.
Bose-Einstein yoğuşuk maddesi, 1995 yılına kadar elde edilememiştir ancak Colorado üniversitesinden Eric Cornell ve Carl Wieman rubidyum atomlarını mutlak 0’a (-273 °C ‘ye) indirmeyi başarmışlar ve bundan dolayı Nobel Fizik ödülüne layık görülmüşlerdir.
