Ako možno ochladiť látky na nízke teploty

Ochladzovanie atómov na teploty desiatok nK (1 nK = 1000 mK, kde nK je nanokelvin a mK mikrokelvin) sa dosahuje použitím dvoch techník:

-laserovým ochladzovaním na niekoľko nK (1997 udelená Nobelova cena za postavenie tohto laserového zariadenia)

Po tom, čo znížime teplotu atómov na niekoľko nK, pokračujeme v ochladzovaní technikou:

-ochladzovanie atómov odparovaním (evaporatívne ochladzovanie).

Pri metóde ochladzovania odparovaním pôsobí na atómy plynu silné magnetické pole - atómy sú v "pasci". Toto pole postupne zoslabujeme. Tým uniknú atómy s dostatočnou energiou, pričom odnášajú i energiu atómov ostávajúcich v "pasci". Postupným zoslabovaním poľa tak zostanú v "magnetickej pasci" len chladné atómy, ktoré skondenzujú do stavu BEC (únik atómov z magnetickej pasce). Magnetické pole okrem toho udržiava atómy v dostatočnej vzdialenosti od stien nádoby - ak by totiž dochádzalo ku kontaktu atómov s nádobou, atómy by prijímali tepelnú energiu a bolo by ťažké ich teda ochladiť.

Atómy je možné zväčša udržať v stave BEC po dobu 15-20 sekúnd. V roku 2003 sa podarilo ochladiť sodíkové atómy na teplotu 0,5 nK.

Aplikácie BEC

BEC bolo po prvýkrát vytvorené v Colorade v roku 1995, a to z atómov rubídia (v roku 2001 bola zaň udelená Nobelova cena). Koncom roka 2002 bol v Innsbrucku
(Rakúsko) vytvorený BEC z atómov cézia, ktorý nájde využitie napr. pri konštruovaní presnejších atómových hodín, a teda i navigačných systémov GPS (Global Positioning System) alebo tiež v medzinárodnej dátovej komunikácii. Mohli by byť tiež súčasťou kvantových počítačov a sú vhodné i na skúmanie základných symetrií v prírode.

BEC nájde využitie v nanotechnológiách, napr. v nanolitografii - na vyvíjanie menšej a rýchlejšej elektroniky, ktorá pracuje s koherentnými atómami ochladenými na veľmi nízke teploty, t.j. s BEC. Atómová optika je obdobou laserovej optiky, len sa namiesto fotónov využívajú atómy. BEC tak umožnil konštrukciu atómového lasera.