玻玻色—爱因斯坦凝聚态，世界不是你想象的那样！( 二 )

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1938年，彼得·卡皮查、约翰·艾伦和唐·米森纳发现氦-4在冷却到2.2 K时会变成一种新的液态，称为超流体。
超流氦有很多不寻常的特性，比如粘度为零，涡旋量子化。很快人们就认识到超流体的成因是玻色-爱因斯坦凝聚。事实上，康奈尔和魏曼发现的气态玻色-爱因斯坦凝聚显示了超流体的许多特征。
1995年6月5日，康奈尔、魏曼和他们的助手在天体物理实验室联合研究所首次成功实现了“真正的”玻色-爱因斯坦凝聚。他们在磁阱中使用激光冷却和蒸发冷却，将大约2000个稀薄的气态铷-87原子的温度降低到170 nK，然后获得了玻色-爱因斯坦凝聚。
四个月后，麻省理工学院的沃尔夫冈·凯特勒(wolfgang ketterle)利用钠-23独立获得了玻色-爱因斯坦凝聚。凯特勒的凝聚态比康奈尔和魏曼的凝聚态含有大约100倍多的原子，因此他可以利用他的凝聚态获得一些非常重要的结果，例如，他可以观察两种不同凝聚态之间的量子衍射。

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康奈尔、魏曼和凯特勒因其2001年的研究成果分享了诺贝尔物理学奖。
康奈尔、魏曼和凯特勒的结果导致了许多实验项目。例如，2003年11月，因斯布鲁克大学的鲁道夫·格林、科罗拉多大学的黛博拉·金和凯特勒在博尔德创造了第一个由分子组成的玻色-爱因斯坦凝聚。
相对于其他常见的相位，玻色-爱因斯坦凝聚非常不稳定。玻色-爱因斯坦凝聚体与外界极小的相互作用足以使其被加热到临界温度以上并分解成单个原子，因此短期内实际应用的机会很小。
2016年5月17日，新南威尔士大学和澳大利亚国立大学的研究团队首次利用人工智能创建了玻色-爱因斯坦凝聚体。人工智能在这个实验中的作用是调节要求的温度，防止原子从激光束中逃逸。
我们知道，气体原子在常温下的行为就像台球一样，原子相互碰撞，与容器壁碰撞，它们的相互作用遵循经典力学定律；在低温下，原子间的相互作用遵循量子力学规律，运动用德布罗意波描述。此时德布罗意波的波长λdb小于原子间的距离d，其运动由量子属性的自旋量子数决定。我们知道，整数自旋量子数的粒子是玻色子，而半整数自旋量子数的粒子是费米子。

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玻色子具有全局特征，在低温下聚集在能量最低的同一个量子态(基态)；费米子是互斥的，所以不能占据同一个量子态，所以其他费米子必须占据能量更高的量子态，原子中的电子就是典型的费米子。
早在1924年，玻色和爱因斯坦就从理论上预言了存在另一种物质状态——玻色-爱因斯坦凝聚态，即当温度足够低，原子速度足够慢时，它们会以最低的能量聚集在同一个量子态。此时，所有原子都具有与一个原子完全相同的物理性质。
根据量子力学中的德布罗意关系，λ db = h/p .粒子运动越慢(温度越低)，其物质波的波长越长。当温度足够低时，原子的Deborah波长和原子之间的距离在同一个数量级。此时物质波通过相互作用达到同一状态，其性质可用一个原子的波函数来描述；当温度绝对零度时，热运动消失，原子处于理想的玻色爱因斯坦凝聚态。