DSC_2117

“Otvorena vrata” opservatorije na krovu PMF-a u Nišu (2022/23. godina)

Posle duže pauze AD Alfa i Laboratorija za astrofiziku, astronomiju i astrobiologiju Departmana za fiziku PMF-a u Nišu otvaraju svoja vrata za sve zainteresovane ljubitelje astronomije I organizuju teleskopska posmatranja.Tokom narednih nedelja, dok vremenski i ...
bpu11-v01

U Beogradu počinje 11. Međunarodna konferencija BPU

Pod pokroviteljstvom Balkanske unije fizičara (Balkan Physical Union - BPU), u organizaciji Srpske akademije nauka i umetnosti (SANU), Prirodno-matematičkog fakulteta u Nišu (PMF Niš), Fizičkog fakulteta Univerziteta u Beogradu, uz ...
Perseid-meteor-shower-today-main-220809-c3f975

Meteorska kiša - Perseidi 2022

Svake vedre noći, ako odete negde daleko od svetla grada i ako ste dovoljno strpljivi možete da vidite nekoliko meteora svakog sata. Međutim, svake godine oko 10. avgusta "zvezde padalice" ...
kosmicke-litice

Džejms Veb Teleskop - prve fotografije

Odavno je "Svet nauke" otišao u zimski... letnji... višegodišnji san i teško ga je probuditi ali neki događaji u nauci su toliko značajni da mogu da predstavljaju prekretnicu u budućem ...
posterM3-nis

Maj mesec matematike u Nišu

Da li informacija samo o proseku verno opisuje razne pojave? Jesu li dobra stara vremena zaista bila tako dobra? Šta je zajedničko dizajnu Renoove karoserije i fontova? Može li nam ...
cmsMasterclass

CERN Masterclass 2022

U ponedeljak 4. apila 2022. godine pod pokroviteljstvom CERN-a i grupe IPPOG (International Particle Physics Outreach Group) održaće se 18. međunarodni program “MasterClasses – Hands on Particle Physics” (MC2022).U ovom obrazovno-istraživačkom programu ...
cms-posetajpg

Virtuelna poseta CMS eksperimenta u CERN-u

U četvrtak, 17. marta sa početkom od 19:00 h, biće organizovan simpozijum sa pratećim predavanjima i virtuelnom posetom CMS eksperimentu u CERN-u.CERN i naučne institucije iz Republike Srbije redovno organizuju obrazovne programe za učenike i ...
odeljenje-cover

Pripremna nastava za upis u Odeljenje za fiziku (šk. 2022/23)

Ove godine u Odeljenje za učenike sa posebnim sposobnostima za fiziku Gimnazije “Svetozar Marković” u Nišu stiže 20. generacija učenika. Nastavnici i saradnici Departmana za fiziku PMF-a, u saradnji sa ...
800px-Benjamin_Franklin_1767

Bendžamin Frenklin (1706 - 1790)

Na današnji dan, 17. januara, 1706. godine, u Bostonu (Masačusets, SAD), rođen je Benžamin Frenklin (Benjamin Franklin), američki naučnik i političar, borac za ljudska prava, učesnik u Američkom ratu za ...
svetnauke 2021

Srećna nova 2022. godina

Dragi prijatelji i prijateljice, kolegenice i kolege, saradnici i saradnice, slučajne prolaznice i prolaznici,dok polako odbrojavamo poslednje "metre" još jednog kruga oko Sunca i bližimo se kraju još jedne godine ...
1280px-ALH84001_structures

Meteorit sa Marsa ALH84001

Najpoznatiji meteorit sa Marsa otkriven je 27. decembra 1984. godine na Antarktiku.Ovaj meteorit nosi oznaku ALH84001 i otkriven je u oblasti Allan Hills, grupi brda na Antarktiku. Pronašao ga tim ...
NSF-blackhole-Ghez-NRFuller-768x551-1

Kako smo videli nevidljivo?

Povodom obeležavanja 50 godina studija fizike, hemije i matematike na Univerzitetu u Nišu i dana fakulteta, Prirodno-matematički fakultetu Nišu tokom septembra i oktobra organizuje seriju naučno-popularnih predavanja. Zbog epidemiološke situacija ...
nauke

50 godina fizike, hemije i matematike na PMF-u u Nišu

Povodom obeležavanja Dana Prirodno-matematičkog fakulteta u Nišu i 50 godina postojanja i uspešnog rada Departmana za hemiju, Departmana za fiziku i Departmana za matematiku PMF organizuje seriju naučno-popularnih predavanja. Predavanja ...
Slika dana: Galileo Galilej i teleskop [25.08.2014]

Prvi teleskop

Galileo Galilej i prvi teleskop (izvor: Physics Today)Na današnji dan 1609. godine Galileo Galilej predstavio je "prvi teleskop" Leonardu Donatu, vladaru Venecije, i njegovim savetnicima. Galileo Galilej napravio je ovaj ...
apolo11-pre-poletanja

52 godine od Malog koraka za čoveka - Apolo 11

Na današnji dan, pre tačno 52 godine, 20. jula 1969. godine čovek je prvi sleteo na površinu drugog nebeskog tela.Oko šest sati pre “malog koraka za čoveka, ali velikog za čovečanstvo” dvočlana posada ...
Perseids_Meteor_Shower_2012

Predavanje “O meteoroidima, meteoritima i meteorima uz malo fizike i matematike”

Specijalan gost ovogodišnjeg programa Maj mesec matematike u Nišu biće prof. dr Dragan Gajić. U četvrtak 20. maja 2021. godine od 19:45 h, prof dr Dragan Gajić će održati online predavanjeO meteoroidima, meteoritima i meteorima uz malo ...
earth-living-conditions

Dan planete Zemlje - 22. april

Današnji dan se od 1970. godine u celom svetu obeležava kao međunarodni dan naše planete Zemlje. Kada je pre 48 godina američki senator Gajrold Nelson inicirao ideju da ovaj dan ...
yuri_gagarin_01

Juri Gagarin - 60 godina od prvog leta u svemir

Pre tačno 60 godina, 12. aprila 1961. godine oko 9 sati po Moskovskom vremenu, raketa Vostok 1 poletela je ka svemiru. U raketi je sedeo Juri Gagarin koji je nekoliko minuta kasnije postao prvi čovek u ...
Slide9

Predavanje Saturn - gospodar prstenova

Predavanje „Najvišu planetu vidim trostruko ili Saturn - gospodar prstenova" biće održano u četvrtak 4. marta od 19:00 h. Predavač će biti prof. dr Dragan Gajić.Predavanje možete pratiti na sajtu i YouTube kanalu AD Alfa, kao i na ...
Slide8

Predavanje “Da Jupitera nije bilo, ni nas ne bi bilo!”

Predavanje „Da Jupitera nije bilo, ni nas ne bi bilo!“ biće održano u četvrtak 18. februara od 19:00 h. Predavač će biti prof. dr Dragan Gajić.Predavanje možete pratiti na sajtu i YouTube kanalu AD ...
Slide7

Predavanje: “Mars – Mirna planeta boga rata”

Predavanje „Mars – Mirna planeta boga rata“ biće održano u četvrtak 11. februara od 19:00 h. Predavač će biti prof. dr Dragan Gajić.Predavanje možete pratiti na sajtu i YouTube kanalu Astronomskog društva “Alfa” iz Niša, kao ...
predavanje-02

Predavanje “Sunce – zvezda Sunčevog sistema”

U četvrtak 24. decembra od 19 h biće održano online predavanjeSunce – zvezda Sunčevog sistemapredavač će biti dr Milan Milošević. Predavanje možete pratiti na sajtu AD Alfa i na našem YouTube kanalu, kao i na ...
Jupiter-and-Saturn-777x466-1

Velika konjunkcija Jupitera i Saturna

Sutra, u ponedeljak 21. decembra 2020. godine dve najveće planete Sunčevog sistema. Jupiter i Saturn, na nebu će izgledati vrlo blizu. Kad padne mrak, na zapadu, nisko na horizontu sijaće ...
solar-system-nasa

Serija predavanja: “Ekskurzija kroz Sunčev sistem”

Astronomsko društvo “Alfa”, u sklopu projekta “Malim koracima ka astronomiji” vas, kroz seriju predavanja “vodi” na ekskurziju kroz Sunčev sistem.Kroz niz tematskih predavanja imaćete priliku da se upoznate sa Sunčevim sistemom, Suncem, Zemljom i ...
ada_lovelace_portrait

Rođendan Ejde King Lavlejs - prve programerke

Samo dan kasnije ali i mnogo godina pre rođenja Grejs Hoper, na današnji dan, 10. decembra 1815. godine rođena je Ejda King Lavlejs (Ada Lovelace), ćerka čuvenog engleskog pesnika Lorda Bajrona, ...

Kad atomi đuskaju svi kao jedan- Boze-Ajnštajnov kondenzat

Prvi put predviđen u radovima Alberta Ajnštajna i Satiendra Nejt Bozea Boze-Ajnštajnov kondenzat (BAK) predstavlja sveti gral eksperimentalne fizike na čije je postizanje eksperimentalna fizika utrošila 70 godina.

Razvijanjem kriogenskih tehnika, snižavanjem temeprature sve niže i niže, priroda nam je otkrila niz fenomena koji bi inače ostali nedostupni za naša čula. Na temperaturama bliskim apsolutnoj nuli materija se ponasala mimo očekivanja, a grana fizike koja proucava ponašanje materije koje odstupa od očekivanog naziva se super fizika.

Čovek može sebi postaviti pitanje zašto je postizanje niskih temperatura toliko važno za fiziku? Odgovor na to pitanje je sasvim jasan: Zato što nam je prirodna na niskim temperaturama sakrila gomilu fenomena i čudesnih ponašanja materije potpuno nedostupnim našim čulima i načinu razmišljanja.

Razvoj super fizike počinje 1911. sa okrićem fenomena koji se naziva super-provodnost. Nastavlja se otkrićem još jednog čudnog fenomena -superfluidnosti. Naime 1937. Kapica je otkrio da koeficijent viskoze Helijuma-4 postaje nula  kada se on ohladi na temperaturu od 2.18 Kelvina. Takav helijum neprestano teče u svim pravcima i naziva se superfluid.

Kada su kriogenske tehnike uznapredovale dovoljno da je postizanje temeratura reda veličine mikrokelvina bilo moguće fizicari su to iskoristili za ispitivanje ultra hladnih atomskih sudara.

Kada je fizika najzad dostigla visok stepen razvoja, i mogućnost da postignte temperaturu reda veličine nano Kelvina (170 nK) u jednoj laboratoriji najzad je uspešno izolovan Boze-Ajnštajnov kondenzat. U originalnom eksperimentu 1995. Erik Kornel i Karl Vajnman uspeli su da postignu stanje materije poznato kao Boze-Ajnštajnov kondentat. U svom eksperimentu koristili su Rubidijum. Za ovo otkriće dvojici naučnika dodeljena je Nobelova nagrada za fiziku 2001.

Istorijat Boze-Ajnštajnov kondenzat

BAK je jedan od najintigrantnijih fenomena predviđenih statističkom kvantnom mehanikom. Ono što je jako zanimljivo je to što je Ajnštajn predvideo postojanje BAK-a pre potpunog razvoja kvantne teorije i poznavanju razlika između fermiona i bozona. Oduvek se postvaljala veza između super stanja materije, Boze-Ajnštajnovog kondenzata i superfluidnosti tečnog helijuma. Takođe pokazano je da je BAK i u uskoj vezi sa Superfluidnošću, naime do superfluidnosti dolazi kada se Kuperovi parovi u superprovodniku ponašaju kao BAK.

BAK je jedinstven i zato što do njega dolazi čak i u odsustvu interakcija!!!

Problem izolovanja BAK-a je sasvim jednostavan: Gas treba ostati u gasnom stanju sve dok talasne funkcije pojedinih molekula gasa ne počnu da se preklapaju (postanu identične). Ovo je bio jako veliki problem zato što su većina gasova na graničnoj temperaturi Boze-Ajnštajnovog kondenzata već tečni ili čvrsti. Ovaj problem teorijski bio bi rešen razređivanjem gasa na stohiljaditi deo gustine vazduha. No u praksi bilo je jako teško pronaći gas koji bi ispunio ovaj uslov (mogao da se dovoljno rashladi)

Dva tipa hlađenja koriste se da se gas ohladi:

1.Lasersko pred-hladjenje

Kod laserskog pred-hladjenja laserski zrak rasejava se na atomu. Rasejani zraci pokazuju plavi pomak-odvode više energije nego što incidentni laserski zrak dovodi

2.Nakon predhladjenja atomi su dovoljno hladni da budu zatvoreni u magnetnu klopku. Klopka bez zidova je neophodna zato što bi da sud u kome se gas hladi imao zidove efekti interakcije zidova i atoma bili takvi da bi se atomi zadržali na površini suda.

Kad atomi đuskaju svi kao jedan- Boze-Ajnštajnov kondenzat 1Ovde se primenjuje nešto što se zove prisilno hladjenje isparavanjem. Dimenzije magnetne klompe se redukuju tako da atomi sa najvećom energijom napuštaju zamku.

 

Najveći broj gasova postiže preklapanje talasne funkcije izmedju 500 nK i 2K i na gustinama  i . Najveći broj atoma u kondenzatu ima kondenzat natrijuma (100 miliona atoma) i milijardu atoma za vodonik .

Većina kondenzata su u obliku lopte (prečnika 10-50 m) i u obliku valjka (15m u prečniku osnove i 300 m u visini).Celokupan postupak hladjenja proizvodi kondenzat na vremenski interval od nekoliko sekundi do par minuta.

Istorijski važni datumi za Boze-Ajnštajnov kondenzat

  • Jul 1924. Ajnštajn prevodi rad Nejta Bozea vezan za izvodjenje Plankovog zakona na potpuno nov način
  • 10 Jul 1924.-8 Jan. 1925 Ajnštajn izvodi isti zakon za čestice koje se ne razlikuju predvidevši pri tom postojanje novog stanja materije
  • 1938. Pjotr Kapica otkriva superfluidnost Helijuma četiri
  • 5. Jul 1995. BAK je po prvi put izolovan u laboratoriji

Tabela izolovanih BAK-ova:

  • 5. Jun 1995. JILA (E.Cornell et all)
  • Jul 1995. Rice Unv. (R Hullet et all)
  • Sept. 1995. MIT (W.Ketterle et all)
  • 24. Jun 1998. MIT (Klappner et all)
  • 12 Februar 2001. ENS (A. Aspect et all)

Rezultat svih ovih eksperimenta bio je isti. Postignuto je takvo stanje materije u kome  promena neke osobine jednog od atoma (npr. brzine kretanja) odmah uslovljava promenu iste osobine kod svih ostalih atoma čak i kada ti atomi medjusobno ne interaguju (ne deluju nikakvim silama jedan na drugi)!!! Do ove čudne pojave dolazi zbog važenja zakona kvantne mehanike. Ponašanje čestica u kvantnoj mehanici opisano je objektom koji se zove Talasna Funkcija. U slučaju Boze-Ajnštajnovog kondenzata sve talasne funkcije pojedinačnih atoma urušavaju se u jednu talasnu funkciju zbog niske temperature i pritiska(tzv. Wave Function Overlap). U šali se slobodno može reći sledeće: Kada bi jedan od atoma BAK-a zaigrao kolo poznato kao Svrljiška Rumenka ostali atomi bi odmah zaigrali isto kao on.

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

%d bloggers like this: