Водяной пар становится жидкими менее чем 100 градусами Цельсия – он уплотняет. Физики говорят о переходе фазы.
В этом процессе, определенных термодинамических особенностях водного изменения резко. Например, в единственном ударе, вдвое больше тепловой энергии может быть сохранено, чем в газообразном состоянии.Свет состоит из крошечных неделимых частей, фотонов. При определенных условиях они, также, могут уплотнить, если они охлаждены достаточно.
Много тысяч этих легких пакетов тогда внезапно соединяются в своего рода суперфотон с необычными особенностями – так называемый конденсат Боз-Эйнштейна.Газ фотона также изменяет тепловые особенности хранения резкоФизики в Боннском университете теперь были в состоянии показать, что газ фотона при этом переходе фазы ведет себя согласно теоретическим предсказаниям Боза и Эйнштейна: Подобный, чтобы оросить, это резко изменяет свою тепловую вместимость, означая способность сохранить тепловую энергию. «Это поведение было уже известно от сжатых атомов», объясняет профессор доктор Мартин Вайц из Института Прикладной Физики. «Однако это – первый раз, когда это явление было продемонстрировано для конденсата света».Атомы, также, формируют конденсат Боз-Эйнштейна, когда они охлаждены значительно, и достаточно из них одновременно сконцентрировано в небольшом пространстве.
Они тогда внезапно становятся неразличимыми: Они действуют как единственный гигантский атом. Двадцать лет назад физики уже продемонстрировали, что теплоемкость атомов внезапно изменяется при этом переходе фазы. То, насколько сильный это изменение, однако, может быть измерено только неточно для атомов. «В нашем конденсате это может быть сделано существенно лучше», подчеркивает доктор Ян Кларс, который с тех пор двинулся от Бонна до Швейцарской высшей технической школы Цюриха.Теплоемкость материала вычислена от энергии, должен был нагреть его одной степенью.
Обычно это сделано, измерив температуру вещества прежде и после добавления определенной суммы энергии. Однако температура газа света не может быть измерена с термометром; но это также не необходимо. «Чтобы определить температуру газа, только необходимо знать различные длины волны световых частиц – распределение его цветов», говорит Кларс. И это может быть определено с чрезвычайной точностью с методами, доступными сегодня.«Наши результаты для изменения в теплоемкости при переходе от газа фотона до конденсата Боз-Эйнштейна соответствуют теоретическим предсказаниям точно», объясняет Тобиас Дамм из Института Прикладной Физики. «Точность этого метода так высока, что это очень подходит для измерения точности определенных естественных термодинамических констант».
Теплосодержание газа фотона изменяется не только после уплотнения к суперфотону, но также и непрерывно с температурой окружающей среды. Боннские физики поэтому надеются, что их результаты могут также использоваться, чтобы построить термометры высокой точности.