Théorie de la condensation de Bose–Einstein

Matériel

• Canevas 3D : courbe de fraction condensée et occupation des états quantiques
• Curseur « température » (T)
• Curseur « densité / fréquence » (piège)
• Curseur « nombre d'états » et bouton « pause du mouvement »

Protocole

1. Refroidir vers T_c

   Partez au-dessus de $T_c$ et abaissez le curseur de température. Au-dessus de $T_c$, la fraction $N_0/N$ de l'état fondamental reste quasi nulle ; juste à $T_c$, il se remplit macroscopiquement. Lisez le point de décollage de la courbe et notez le $T_c$ affiché.

2. Vérifier la loi de puissance

   Continuez le refroidissement et lisez $N_0/N$ à deux températures sous $T_c$, par exemple $T/T_c=0.5$ et $0.8$. Comparez à $N_0/N=1-(T/T_c)^{3/2}$ (environ 0,65 et 0,28) et observez la barre de l'état fondamental grandir dans la figure d'occupation.

3. Faire varier densité et piège

   Ajustez le curseur densité/fréquence et voyez $T_c$ se déplacer : un gaz plus dense condense plus chaud, $T_c\propto n^{2/3}$. Modifiez ensuite le nombre d'états et dites quelles idéalisations — uniformité, absence d'interactions, limite thermodynamique — le modèle conserve ou abandonne.

Simulation

Histoire de l’expérience

Physiciens associés

Sujets liés de la bibliothèque