I sta je to Boze-Ajnstajnov kondezat, da li je to deveto agregatno stanje?

<sub>[Ovu poruku je menjao Boba90 dana 26.11.2005. u 11:30 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao Boba90 dana 26.11.2005. u 11:30 GMT+1]</sub>

anybody

Kažu da ovo ima ista stanja kao i materija.Dakle
ukupno 12 stanja.Sva stanja su dobra osim neželjenog
drugog.

taj boze kondezat je definitivno agregatno stanje, imam kolegu preko puta mene koji je na kraju studiranja te nauke pa cu sutra da ga pitam pa cu da ti dam detalje

Pod agregatnim stanjem podrazumeva se termodinamicko/statisticko stanje *velikog* sistema koje pak odredjuje makroskopske osobine tog sistema i njihov medjusobni odnos. Pod ovim osobinama podrazumevam staticke osobine kao sto su:
- pritisak
- temperatura
- entropije
- toplogni kapacitet
- simetrija prostornog uredjenja (simetrija kristala u cvrstom stanju)

Kao i dinamicke osobine poput:
- brzine zvuka u sredini
- toplotne provodljivosti
- elektricne provodljivosti
- modula elasticnosti
- itd, itd.

Odrednice koje karakterisu *vrstu cestica* od kojih se sistem sastoji ne odredjuju direktno agregatno stanje. Drugim recima, tecnost je tecnost jer se ponasa kao ista, pa makar bila voda, aceton, etanol, anti-voda (anti-kiseonik + anti-vodonik), itd.

Neka dobro poznata agregatna stanja:
- cvrsto
- tekuce
- gasovito (Bose, Fermi i klasicni gasovi)
- plazma
- U(1) superfluid (primer: Cooper parovi elektrona u obicnom superprovodniku; deo He4 tekucine ispod 4K; Bose-Einstein kondenzat Rb atoma)

A onda egzotika:
- supersolid
- fractional quantum Hall liquid (low-temperature 2D electron gas)
- frustrated X-Y lattice

mcetina2, mozes li da kazes nesto vise o U(1) superfluid-u i ovim egzoticnim. Tj. neke karakteristike, gde ih ima i sl. (tj. bilo kakva informacija je korisna :)).

O superfluidu definitivno mogu.

Prvo, u pitanju je kvantno agregatno stanje materije koje, koliko je meni poznato, nema klasicnu analogiju. Zato ce diskusija superfluida morati da bude kvantna.

Zamisli da imas skup od N>>1 identicnih cestica u potencijanoj jami. Kvantna mehanika nam kaze da svaku cesticu u stvari treba da posmatramo kao talasni paket. Zamisli sada da povecamo gustinu cestica dovoljno da talasni paketi pocnu da se sudaraju. Posto su cestice identicne, onda vise necemo moci da razaznamo *koje* cestice pripadaju preklopljenim paketima. Jedino sto cemo moci da kazemo je *koliko* cestica pripada bilo kom odredjenom paketu.

E, sada, u prirodi postoje dve vrste medjusobno identicnih cestica. Za jedne -- fermione -- nikada necemo moci imati vise od jedne cestice u jednom paketu / na jednom mestu. Za druge -- bozone -- moci cemo da na jedno mesto / u jedan paket natrpamo koliko hocemo puno cestica.

Superfluid grade samo bozoni. Zamisli zato grupu bozona u kutiji i pocni da ih hladis. Sto ih vise hladis, to ce talasni paketi bozona vise da se preklapaju u centru jame. U nekom trenutku vecina talasnih paketa bozona ce da se preklopi i razlikovacemo samo nekoliko karakteristicnih talasnih paketa. U tom trenutku, umesto o pojedinacnim cesticama postaje zgodnije pricati o ovim pojedinacnim paketima u kojima se sada nalazi makroskopski (>>1) broj identicnih cestica. Pri tome, pojedinacne cestice potpuno gube pojedinacni karakter: nemoguce je reci gde se nalazi koja cestica -- sve cestice *zajedno* i *podjednako* grade jedan talasni paket.

Ovo je malo neobicno. U kvantnoj mehanici navikli smo na to da su talasne funkcije cestica male/ranjive/teske za posmatranje. U gorenavedenom slucaju, medjutim jedan kvantni talasni paket lako moze da se sastoji od milijardi identicnih cestica i relativno ga je jednostavno posmatrati. Ako pogledamo ovakav paket, sta cemo da vidimo?

Evo slike:
http://cua.mit.edu/ketterle_gr...ts_1997/Interference/Fig_2.jpg

Dva talasna paketa bozona -- gornji i donji -- ispusteni su iz zamke tako da pocnu da se preklopaju. Pogledaj region preklapanja paketa. Sta vidis? Interferenciju! Ovi makroskopski paketi ponasaju se kao dva kompleksna polja (amplituda + faza). Kvadrat amplitude odgovara gustini cestica u paketu. Od relativne faze pak zavisi oblik interferencije dva paketa.

Na taj nacin dolazim do definicije superfluida:
Superfluid je stanje materije karakterisano amplitudom i fazom makroskopske talasne funkcije u svakoj tacki prostora.

Kvadrat amplitude talasne funkcije odgovara gustini bozona. Faza, izuzetno bitna za razumevanje dinamike superfluida (ukljucijuci gorenavedenu interferenciju) nema klasicni analog.



<sub>[Ovu poruku je menjao mcetina2 dana 10.03.2007. u 06:39 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao mcetina2 dana 10.03.2007. u 06:40 GMT+1]</sub>

A kako izgleda taj superfluid?

Na jednom kursu imali smo zadatak da nacrtamo kako vidimo superfluid. Ja sam ga nacrtao kao tecnost iznad cije svake tacke lebdi casovnik koji pokazuje fazu. Tecnost se sastoji od bozona (cestica) ali pojedinacni bozoni u njoj nemaju svoj nezavisan identitet. Svi su ravnomerno razmazani i rastopljeni u tecnosti.

Q: Kako izgleda superfluid koji miruje?
A: Tecnost je jednake gustine a svi casovnici pokazuju isto vreme.

Q: A kako izgleda superfluid koji ravnomerno u pravcu x?
A: Tacnost je opet jednake gustine ali vreme koje casovnici pokazuju je proporcionalno x.

Q: Dam ti oblak superfluida. Da li slikanjem ili slicnim merenjem gustine mozes da ustanovis da li se oblak krece?
A: Ne. Kretanje superfluida menja i gustinu ali, pri niskim energijama, jos vise menja fazu. Fazu pak mozes da slikas samo interferencijom dva superfluida a ne merenjem gustina (gustina ~ amplituda^2)

Posledica:
Superfluid omogucava prostiranje dve vrste zvuka (first sound i second sound). First sound prenosi se, kao sto smo navikli, kao modulacija gustine fluida. Second sound prenosi se iskljucivo kao modulacija faze bez promene gustine!

Dobro objasnjeno.
Jedino me jos zanima (mozda sam propustio da vidim) da li su svi bozoni u istoj fazi prilikom tog preklapanja, tj. da li dolazi do sabiranja amplituda ili se zbog faznih pomeraja dobija neki talas neodredjene (ili mozda neke oderedjene (koje)) amplitude.
Mozda je ovo ocigledno iz objasnjenja ali nisam siguran :)

Svi su u istoj fazi.

Jos jedno pitanje u vezi agregatnih stanja:

U jednoj knjizi sam procitao kako postoje tri agregatna stanja (posle prethodne diskudije vidimo da to bas i nije tacno...) i vise faza. Sta su faze? Da li se misli na pothladjeni gas, pregrejanu tecnost, itd ili nesto skroz drugo?

U knjizi se ne objasnjava dalje o cemu se radi pa bih bio zahvalan za svaku dodatnu informaciju.