Бозе—Эйнштейна. В 1924 г. Эйнштейн предсказал существование особого состояния материи, в котором все атомы с определенными свойствами, т.н. бозоны (со спинами, кратными h), могут оставаться с совершенно одинаковыми квантовыми свойствами. В 1995 г. В 1995 г. Эрик Корнел (г. р. 1962) из Национального Института стандартов и технологий и Карл Виман (г. р. 1951) из университета Колорадо сумели охладить с помощью лазерного пучка атомы рубидия и захватить их в магнитную ловушку. Затем было произведено дополнительное охлаждение с помощью метода, называемого испарительным охлаждением, действующим так же, как охлаждается чашка чая, т.е. позволяя улетучиваться более горячим атомам.

Когда достигается очень низкая температура, атомы в новом состоянии начинают двигаться вместе с одной и той же скоростью и в одном и том же направлении, вместо того, чтобы двигаться произвольно, как это имеет место для обычного газа. Атомы теряют свою индивидуальность и теперь становятся одиночной коллективной единицей. Их организованная конфигурация приводит к необычным свойствам. Конденсация Бозе—Эйнштейна получалась в облаке атомов рубидия-87, которые охлаждались до ~ 170 нК. Самый полный образец содержал около 2000 атомов, которые в течение более, чем 15 сек находились в одиночном квантовом состоянии. Вольфганг Кеттерль (г. р. 1957) и его группа из MIT (США) сумели получить конденсат натрия-23, содержащий в сто раз больше атомов. Корнел, Кеттерль и Виман получили в 2001 г. Нобелевскую премию по физике «за достижение конденсации Бозе-Эйнштейна в разряженных газах и за пионерские, фундаментальные изучения свойств этого конденсата». С помощью конденсата Бозе-Эйнштейна возможно изучить некоторые аспекты квантовой механики и, может быть, лучше понять явление сверхпроводимости (свойство некоторых материалов совершенно терять электрическое сопротивление). Происхождение Вселенной, также связывают в некоторых теориях с конденсацией Бозе-Эйнштейна.

Поведение таких сконденсированных атомов по сравнению с обычными атомами, напоминает отличия лазерного свет от света обычной лампы. В лазерном свете все фотоны в фазе — свойство, которое делает лазерные пучки мощными и способными быть сфокусированными в очень малое пятно. Подобным же образом, атомы в конденсате Бозе—Эйнштейна все находятся в фазе, и физики работают над тем, чтобы они вели себя так, чтобы быть «атомным лазером». Такой пучок атомов допускает манипуляции и измерения в удивительно малых масштабах. В атомном лазере все атомы могут двигаться как один. Такие атомные лазеры можно было бы использовать для помещения атомов на подложку с экстраординарной точностью, заменяя обычную фотолитографию. Можно было бы построить и атомный интерферометр, который, поскольку длины волн атомов (волны де Бройля) много меньше световых, мог бы производить измерения с большей точностью по сравнению с лазерным интерферометром. Это позволило бы создать более точные атомные часы, получить и изучить нелинейные взаимодействия, подобные оптическим, и т.д.

Мы могли бы представить много других применений и будущих перспектив лазеров, но надеемся, что и то, о чем говорилось, вполне достаточно, чтобы понять замечательные возможности лазерных устройств в современном обществе.

ИЛЛЮСТРАЦИИ

^{Место рождении Ньютона, Вулстроп и Англии}

^{Иоганн Якоб Бальмер}

^{Джозеф Джон Томсон}

^{Вильгельм Вин}

^{Густав Роберт Кирхгоф}

^{Генрих Гери}

^{Александр Степанович Попов}

^{Участники первого Сольвеевского Конгресса в Брюсселе в 1911 г.}

^{Нильс Бор (слева) и Вольфганг Паули (справа) в Брюсселе во время Сольвеевского Конгресса}

^{Альберт Эйнштейн (справа) получает медаль от Макса Планка (слева) в 1929 г.} 

^{Джеймс Франк (слева) и Густав Герц (справа)}

^{Питер Зееман (слева), Альберт Эйнштейн (в центре) и Пауль Эренфест в лаборатории Зеемана в Амстердаме}

^{Слева на право: Вальтер Нернст, Альберт Эйнштейн, Макс Планк, Роберт Эндрю Милликен и Макс фон Лауэ в Берлине, 1928 г.}

^{Роберт Эндрю Милликен (слева) и Отто Штерн (справа) в 1928 г.}

^{Эрнест Резерфорд (справа) в Кавендишской лаборатории, Кембридж, 1935 г.}

^{Нильс Бор (слева) и Макс Планк (справа) в 1930 г.}

^{Хендрик Антон Крамерс, 1937 г.}

^{Рудольф Вальтер Лаленбург в своей лаборатории}

^{Эйнштейн и Лаленбург}

^{Норман Фостер Рамси с установкой молекулярного пучка (Гарвард, 1952 г.)}

^{Исидор Исаак Раби в своей лаборатории}

^{Эдвард Милс Парселл}

^{Поликарп Куш}

^{Чарльз Хард Таунс (слева) и Джеймс Гордон в 1954 г. со своим вторым мазером в Колумбийском}