Quinto Estado da Materia – Condensado de Bose-Einstein

Condensado de Bose-Einstein, é o nome dado ao chamado quinto estado da materia, atingido à temperaturas que as moléculas subatômicas param de se mover (temperatura próximas ao zero absoluto).
Como já explicamos em outros artigos a matéria possui 5 estados físicos, que variam conforme a temperatura a que é submetida, variando esses variam em distância e intensidade do movimento molecular.

Comparando o Quinto Estado da Materia
Condensado de Bosen-Einstein Sólido Liquido Gasoso Plasma
Próximo ao Zero Absoluto Variável Variável < 1000º C > 10.000ºC Temperatura
Nulo ou Quase nulo Vibração < 90 km/h < 1500 km/h +/- 15.000 km/h Movimento Molecular

Extremamente próximas Pequena Mediana Grande Muito esparsado Proximidade entre moléculas

Condensado de Bose-Einsten o Quinto Estado da MateriaA tabela acima é um simples esboço para facilitar o entendimento, dos estados da matéria, continuando a falar do quinto estado da materia, a existência do quinto estado da matéria foi suposta por einstein em meados de 1924, porém nessa época não haviam recursos para permitirem uma pesquisa nesse sentido, somente em 1995 físicos da universidade do colorado conseguiram algum avanço significativo nesse sentido quando submeteram um conjunto de 2000 átomos de rubídio à uma temperatura próxima do zero absoluto, obtendo com resultado uma matéria completamente diferente, em que as partículas vibravam de maneira uniforme, ou seja com a mesma energia e direção como se fossem um só átomo.

Esta transição do condensado de bose-einstein ocorre abaixo de uma temperatura crítica, o que para um gás tridimensional uniforme consistindo em partículas que não interagem com nenhum grau de liberdade aparente é dada por:
T_c=\left(\frac{n}{\zeta(3/2)}\right)^{2/3}\frac{2\pi \hbar^2}{ m k_B} \approx 3.3125 \ \frac{\hbar^2 n^{2/3}}{m k_B}
Onde:
T_c é a temperatura crítica;
n representa a densidade da partícula;
m é a massa por bóson;
\hbar é a constante de Planck reduzida;
\,k_B representa a constante de Boltzmann;
\,\zeta é a função zeta de Riemann: \zeta(3/2)\approx 2.6124
Apenas no quinto estado  da materia a organização chega ao ponto extremo. Nele, todas as partículas movem-se coordenadamente, na mesma direção e em velocidade idêntica. Antes do quinto estado da materia, somente se conhecia tal organização na luz do raio laser, todos os raios luminosos alinham-se perfeitamente. Agora os pesquisadores acreditam que com o condensado de Bose-Einstein será possível construir um laser de matéria. Ondas de matéria fluindo com a mesma energia e na mesma direção constituem um instrumento valioso para o estudo das partículas atômicas, porém seu estudo é difícil devido as baixas temperaturas necessárias para mante-lo.

A Superfluidez e Supercondutividade do Condensado de Bose-Einstein
Estudos com arrefecimento de hélio à temperaturas semelhantes, revelaram propriedades fantásticas do quinto estado da matéria como a superfluidez fenômeno no qual a matéria não possui viscosidade e flui de maneira uniforme em em determinado recipiente. Outra propriedade identificada foi a supercondutividade, onde determinado material apresenta resistência zero a corrente elétrica.