Вперше в історії науки конденсат Бозе-Ейнштейна був отриманий при кімнатній температурі
Явище з області квантової механіки, відоме під назвою конденсату Бозе-Ейнштейна (Bose-Einstein Condensate, BEC), вперше було продемонстровано в 1995 році. Ці експерименти стали доказом того, що деякі з квантових явищ існують не тільки на папері, але і в матеріальному світі. Природно, що і як більшість інших квантових явищ, конденсат Бозе-Ейнштейна вперше був створений при температурі, близькій до абсолютного нуля, -273 градуси за шкалою Цельсія. А нещодавно дослідники з наукового центру Binnig and Rohrer Nano Center компанії IBM виявилися здатні отримати конденсат Бозе-Ейнштейна при кімнатній температурі, використовуючи спеціально розроблений для цього полімерний матеріал, лазер і декілька дзеркал.
Фахівці компанії IBM вважають, що результати експериментів мають величезний потенціал для їх використання у створенні ряду оптоелектронних пристроїв, включаючи надшвидкісні оптичні перемикачі та високоефективні лазери. Одним із практичних застосувань високотемпературного конденсату Бозе-Ейнштейна може стати виготовлення так званих атомарних лазерів, які можуть використовуватися в процесах високоточною літографії на рівні окремих атомів, у науковому обладнанні, що дозволяє здійснити вимірювання гравітаційних полів і сил.
Ймовірно, слід нагадати нашим читачам, що являє собою конденсат Бозе-Ейнштейна? Це особливий стан матерії, яке було теоретично описано в 1920-х роках Шатьендранатом Бозі (Satyendra Nath Bose) і Альбертом Ейнштейном на підставі існуючих на той час знань про особливості деяких видів елементарних частинок, відомих як статистика Бозе-Ейнштейна. Реальний конденсат Бозе-Ейнштейна виходить тоді, коли розріджений газ, що складається з частинок-бозонів охолоджується до самої допустимо низької температури. При цьому всі частинки газу переходять в найнижче квантове енергетичне стан. Найцікавішим в цьому є те, що конденсат Бозе-Ейнштейна починає діяти як один величезний атом, за рахунок того, що його атоми завжди мають однакову квантовий стан.
До останнього моменту єдиним методом отримання конденсату Бозе-Ейнштейна було охолодження хмари частинок-бозонів до наднизьких температур. Але, помістивши полімерну плівку, товщиною 35 нанометрів між двома дзеркалами і висвітлити отриману структуру світлом лазера з певними характеристиками, вченим IBM вдалося створити конденсат Бозе-Ейнштейна при кімнатній температурі. При цьому, частинки-бозони конденсату виходять за рахунок світла, що проходить крізь полімерну плівку і коливається в її межах, багато разів відбиваючись від дзеркал.
В даному випадку стан конденсату Бозе-Ейнштейна існує тільки протягом пікосекунд часу, але дослідники вважають, що конденсат вже існує достатньо довго для того, щоб створити подібний лазеру джерело світла і оптичний перемикач, які можуть стати основою майбутніх квантово-оптичних комунікаційних систем.
Після того, як дослідникам вдалося отримати стійкий ефект, що приводить до формування конденсату Бозе-Ейнштейна, вони збираються провести подальші дослідження, спрямовані на отримання контролю над квантовим станом суператома конденсату. Коли їм вдасться досягти цього в достатній мірі, така квантова система може бути використана в багатьох областях. Про деяких з цих областей ми згадували вище, а ще однією важливою областю є дослідження в напрямку реалізації ще одного квантового явища - явища високотемпературної надпровідності.