Condensado Bose-Einstein , fluidos y fenómenos térmicos PDF

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Condensado Bose-Einstein , fluidos y fenómenos térmicos, recopilación...

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UNIVERSIDAD DE SONORA División de ingeniería Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia Fluidos y fenómenos térmicos

Alumna: Ruiz Moroyoqui Ximena

Bose-Einstein

Ingeniería biomédica

Hermosillo, Sonora

1.- Condensado Bose-Einstein https://youtu.be/pbLNWYbAhJg Es un estado de agregación de la materia (solido, líquido, gaseoso), pueden llegar a temperaturas bajas. En 1924, Albert Einstein y el físico hindú Satyendra Nath Bose, tras leer los apuntes del físico, Einstein investigo la estadística de los fotones. Las partículas Bosones y al llegar a temperaturas se ubican en un estado cuántico de muy baja energía. Antes los laboratorios no contaban con temperaturas bajas para la formación de condensado de bose. Fue hasta 1995 para contar con la tecnología necesaria. Unos físicos estadounidenses observaron los primeros condensadores de BoseEinstein. Los experimentos que realizaban dieron la oportunidad de crear nuevos campos de investigación. Las bajas temperaturas hicieron que los átomos de un gas se conformaran en un estado líquido ordenado y adquiriendo una energía y movimientos reducidos. 

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Características: Se produce en gases conformados por átomos bosonicos diluidos, estos permanecen en un mismo estado cuántico (baja energía). Cuando la temperatura es muy baja las partículas adquieren un comportamiento ondulatorio y cada vez es más evidente. Datos: La materia en su estado de condensación de Bose-Einstein no existe en la naturaleza, esta no se ha detectado en el universo. Los átomos al estar en un estado cuántico presentan una uniformidad. ¿Cuál es su origen? Al tener un gas encerrado, sus partículas tienen mucha distancia entre ellas, de ahí proviene el modelo del gas ideal.

Las partículas se encuentran en un estado de agregación permanente térmica y su temperatura define su velocidad, si la temperatura es alta las partículas se moverán más rápido y si es fría será más lento el movimiento. 

Fermiones y bosones:

La materia se conforma en 2 tipos de partículas (fermiones y bosones), se pueden diferenciar por su spin angular intrínseco esta es una cualidad cuántica, su electrón es un fermión con spin semi encerrado, por lo contrario los bosones tienen un spin entero, esto provoca un comportamiento diferente.

2.- Condensado Bose-Einstein https://www.youtube.com/watch?v=P6W99f3_w9M En el video primero se muestra que Giorgio no puede cerrar su maleta, explica que con el frio se podría enfriar la maleta con 273,15 grados bajo 0. Menciono que los 3 estados de la materia sólido, líquido y gaseoso están echas de átomos y que su movimiento se debe a su temperatura, si su temperatura es alta más rápido se moverán y si es baja más lento será. Al momento que los átomos están en una temperatura alta de 37 o más grados si requieren estar en una temperatura baja tendrían que llegar a 273.15 grados. Para lograrlo comento que se utilizan rayos de luz láser, eso provoca que los átomos se empujen de un lado a otro y otros laser para soplar, ejemplo soplara una taza de café. Gracias a la baja temperatura los átomos no se pueden mover, en este punto entran a la mecánica cuántica. Me gusto este video, es muy práctico y muy fácil de entender.

3.- Condensado Bose-Einstein https://youtu.be/6xqrn_pnQXQ En el video hablo sobre una científica británica que en su propia casa logro el 5to estado de la materia (bose-Einstein), logando usar su laboratorio La física consiguió poder hacerlo desde su casa desde su computadora hacia un laboratorio cerca Y lo preparó para que funcionara de manera autónoma. Un mencionó ahora se puede usar de igual manera pero en el espacio. Para poder lograrlo los astronautas utilizaron un laboratorio atómico de frío. Éste tipo de congeladores capaz de enfriar los átomos a temperaturas muy bajas (10mil millonésimas de grados encima de 0) Los condensados de voz se dicen aparecen cuando los átomos llegan casi al cero absoluto, Desaparece es un movimiento y actúan de manera igualitaria. También se menciona que este tipo de átomo puede detectar campos magnéticos muy bajos y tiene Superconductividad y su súperfluidez. Y como se menciona en otros Videos, fue creado por el científico hindú Satyendra Nath Bose predicho por el científico Albert Einstein esto fue descubierto hace 95 años por estos dos físicos, pero fue hasta 1995 cuando se consiguió lograr en un laboratorio. Gracias a la gravedad no es posible llevarlo en la tierra ya que arrastra el condensado hacia el suelo y lo hace desaparecer, por lo contrario en el especio al no tener gravedad el condensado permanece, los átomos se relentalizan y se alinean. El uso que dará al condensado de Bosé-Einstein servirá mucho para el futuro para aplicarlo a nuevas tecnologías, se estima o predice que pueden construir instrumentos ultrasensibles utilizándose en el espacio y podrían llegar a detectar más lugares en el universo y descubrir más sobre los agujeros negros. Y hasta nuevas tecnologías en la tierra, creando medicamentos u otros elementos para la salud.

4.- Condensado Bose-Einstein https://www.youtube.com/watch?v=HLlx3un0zdA El video es muy interesante, muy gráfico, primero hablo sobre los estados de la materia sólido, liquido, gaseoso y plasma. Se menciona que hay un 5to estado de la materia, este se le conoce como Condensado Bose-Einstein. Tal como se menciona en los otros videos el físico Satyentra Nath Bose, Publico su investigación sobre los átomos y su comportamiento, se relataba su comportamiento estadístico y su movimiento aumentaba debido a la cantidad de energía había. Al no tener mucho éxito le envió su trabajo a Albert Einstein, Einstein se dio cuenta que cuando los átomos tenían niveles bajos de energía estos se encontraban en reposo y quedarían en un nivel energético similar, esto provoca que no se puedan distinguir entre otros. Para conseguir el condensado Bose-Einstein se necesita estar niveles energéticos a muy bajos, para lograrlo es necesario enfriar los átomos y cuanto menor sea la temperatura menor movimiento tendrán. Menciono que para poder lograr esto la temperatura debe ser cercana a un 0 absoluto o a -273c Menciona que un condensado ocurre cuando los átomos se enfrían a bajas temperaturas requiere un estado unificado. Tal parece que los átomos se encuentran en una misma frecuencia así mismo generan una misma onda. Se crean trampas magnéticas donde los átomos permanecen y la radiación de radiofrecuencia es utilizada para evaporar las partículas más energéticas asi dejando a las frías y lentas para formar el condensado ejemplo: el vapor que sale de una sopa se consideran las partículas más calientes, las partículas más calientes salen como vapor.

Cuando eso pasa el condesado se encuentra en una expansión libre así como en la imagen, va bajando la temperatura. Su fuerza repulsiva natural entre los atomos hace que se expanda, con este proceso se lleva en el espacio y permite que el condesado alcance temperaturas muy bajas.

5.-Condensado Bose-Einstein https://youtu.be/g_42XIfC_rw Al principio del video se muestra como empieza flotar unas piezas mojadas en nitrógeno. A eso se le llaman “superconductores”, entre ellos la electricidad fluye sin resistencia y así genera campos magnéticos. Los Superfluidos atraviesan tabiques impermeables para cualquier gas, éste no tiene viscosidad hasta puede generar corrientes que escalan barreras. Ambos los Superconductores y Superfluidos son el quinto estado de la materia, cada uno fluye sin oposición, Y sólo se generan por medio de temperaturas muy bajas. 

Fermiones: Los fermiones son un tipo de partícula que tienen prohibido compartir el mismo lugar con otro y compartir su superposición, pueden ocultarse pero no pueden tener la misma.

Así como los electrones dentro del átomo, no pueden estar juntos, pegados cerca del núcleo cada uno es obligado a superponerse en orbitales de cada vez más energía Y así se va a reconstruyendo y acoplando uno encima de otro. 

Bosones: Éstos no necesitan apilarse y pueden estar en la misma superposición por ejemplo la luz

Ejemplo: láser, Los fotones que tiene su luz son bosones. Einstein se preguntó ¿cómo sería un gas pero en en vez de estar formado por moléculas clásicas estoy formado por bosones? Si la temperatura fuera muy baja los bosones no tendrían la suficiente Energía para seguir de un lado a otro, buscan un máximo reposo. Si esto pasa los buzones están en un mismo

estado, una misma superposición y se juntan, ejemplo en una fiesta no hay sillón sólo hay uno y la gente al cansarse se sientan sobre el sillón sin sentándose alavés fusionándose. La propuesta de Einstein fue que la parte del gas se considera de la misma manera que el vapor de una tapa de una olla a eso se le nombró condensado de Bosé-Einstein. En este proceso las partículas se entrelazan automáticamente, formando un condensado cuántico. Eso quiere decir que ya son uno mismo, se coordinan y con esa coordinación hace que la Superconducción y la Superfluidez aparezcan. ¿Cómo es posible que grupos de átomos de helio o electrones puedan formar un condensado? Cuándo muchos fermiones se ponen juntos, llegan a formar un sistema, una cuasparticula y se comporta de manera bosonica.    

Helio 4 Electrones 2 Protones 2 Neutrones 2

Aparentan ser bosones

Por esa razón cuando el helio cuatro se enfrían forman un Superfluido. En los Superconductores debido a su temperatura se juntan en parejas y actúan como bosones, estos se pueden condensar...