Na większą skalę materia przechodzi zmiany zwane przemianami fazowymi. Podczas ich trwania woda może się zmienić np. w parę wodną bądź lód. Tego typu zjawiska były normą dla licznych grup, jednak w przypadku kilku cząsteczek ich wystąpienie wydawało się niemożliwe. Teraz udało się je zaobserwować w przypadku zaledwie siedmiu cząstek.
Jak wynika z nowo opublikowanych badań, naukowcy byli świadkami przejścia fazowego w układach złożonych z zaledwie siedmiu cząstek światła (lub fotonów), które przybrały stan tzw. kondensatu Bosego-Einsteina. Jest to stan fizyczny osiagany w niezwykle niskiej temperaturze, w którym cząsteczki zaczynają się łączyć i działać w ten sam sposób. Fotony, jako „paczki” światła, składają się z energii, nie z materii. To z kolei powoduje, że ich ich przejście fazowe jest nietypowe.
Aby uchwycić fotony, naukowcy zbudowali małą lustrzaną komorę i wypełnili ją kolorowym barwnikiem. W momencie, gdy cząsteczki światła zderzały się z cząstkami barwnika zostawały one wchłonięte i ponownie wyemitowane. To z kolei powodowało, że fotony potrzebowały więcej czasu na przejście przez komorę. Fotony, uderzając w lustrzane ściany, odbijały się od nich.
W kolejnym eksperymencie naukowcy chcieli obliczyć minimalną ilość fotonów potrzebnych do przeprowadzenia zjawiska. Korzystając z precyzyjnego lasera wpompowali oni fotony do takiej samej „pułapki” lustrzanej i obserwowali, kiedy pojawi się kondensat Bosego-Einsteina. Z przebiegu eksperymentu wyniknęło, że do osiągnięcia tego zjawiska wystarczyła obecność zaledwie siedmiu fotonów. Utworzyły one kondensat Bosego-Einsteina i zaczęły zachowywać się niczym jedna cząstka. Jest to rekordowo niski czynnik jeśli chodzi o zjawisko przemian fazowych.
[Źródło: livescience.com; grafika: slideshare.net]
