Кто-то однажды сказал мне, что фотон может находиться точно в том же месте, что и другой фотон. Поскольку они являются бозонами и имеют спин 1, миллиарды фотонов могут занимать одно и то же место.
Мне было интересно, правда ли это, как вы можете сказать, что имеете дело с двумя или более фотонами, а не с одним фотоном. Энергетический уровень этой «группы» фотонов не меняется в этом месте, поскольку наличие множества фотонов в одном и том же месте не меняет их длины волн.
И когда фотоны находятся в одном и том же месте, их невозможно отличить друг от друга. Как же тогда мы можем сказать, что в этом месте много фотонов, и не иметь возможности измерить их количество?
БЭК — это разбавленный газ низкой плотности, называемый бозонами, охлажденный до температур, близких к абсолютному нулю. В таких условиях большая часть бозонов занимает одно и то же квантовое состояние, и в этот момент квантовые явления, такие как интерференция волновых функций, становятся макроскопически очевидными.
https://en.wikipedia.org/wiki/Bose%E2%80%93Einstein_конденсат
Теоретически ничто не мешает бозонам занимать одно и то же место. Состояние не идеально локализовано, потому что их состояние не является точно нулевым импульсом. HUP накладывает нижний предел на их локализацию.
Что мешает бозонам занимать одно и то же место?
Можно создать БЭК только из фотонов, в этом случае используют оптический микрорезонатор.
Может ли система, полностью состоящая из фотонов, быть конденсатом Бозе-Эйнштейна?
Соответственно, мы ожидаем конденсации Бозе-Эйнштейна, когда пакеты фотонных волн пространственно перекрываются при низких температурах или высоких плотностях, т.е. плотность фазового пространства 2 nth превышает значение, близкое к единице. Здесь n обозначает числовую плотность, количество фотонов на площадь, а th ч/2mph kBT 1,58m (определенная по аналогии, например, с газом из атомов17) – длина волны де Бройля, связанная с тепловым движением в плоскости резонатора.
Теперь вы спрашиваете о количестве фотонов в конденсате. В этом случае у них было 77000 фотонов.
При комнатной температуре (T = 300 K) получаем 77000 Nc.