波色爱因斯坦凝聚(波色爱因斯坦凝聚态的性质)
波色爱因斯坦凝聚态可以怎样做到？
常温气体原子行为像台球，原子与器壁相互碰撞，其相互作用遵循经典力学规律； 低温原子运动，其相互作用遵循量子力学规律，由解布洛意波描述其运动。 此时的解块意波长度db小于原子间的距离d，其运动由量子特性自旋量子数给出。
已知自旋量子数为整数的粒子是玻色粒子，自旋量子数为半整数的粒子是费米粒子。
玻色粒子具有整体特性，在低温时聚集在能量低的同一量子状态(基态)； 费米子具有相互排斥的特性，不能占据相同的量子状态，因此其他费米子必须占据高能量的量子状态，原子中的电子是典型的费米子。 早在1924年玻色-爱因斯坦理论上就预言存在另一种物质状态，即当温度足够低、原子运动速度足够慢时，它们聚集在能量低的相同量子状态。 此时，所有原子都像一个原子一样，具有完全相同的物理性质。 根据量子力学中去块的语义关系，db=h/p。 粒子的运动速度越慢(温度越低)，该物质波的波长越长。 当温度足够低时，原子碎片的波长和原子之间的距离是相同的数量级。 此时物质波之间通过相互作用处于完全相同的状态，其性质可以由一个原子的波函数来描述。 当温度达到绝对零度时，热运动现象消失，原子处于理想的玻色-爱因斯坦凝聚状态。
必须为“玻色-爱因斯坦凝聚状态( Bose-EinsteinCondensation，BEC )”。 玻色-爱因斯坦凝聚是科学**爱因斯坦八十年前预言的新物质状态。 这里的“凝聚”与日常生活中的凝聚不同，表示原来不同状态的原子突然“凝聚”成相同的状态。 也就是说，处于不同状态的原子“凝聚”成相同的状态。 已知“”原子气体在低温下容易变成液体，利用碱原子铷87Rb和钠23Na可以避免液体的形成。 两个原子都具有整数自旋量子数和弱排斥力，实验表明原子速度为几毫米/秒，对应于100NK(1NK=10的-9次方k )。 这个极低的温度是用激光冷却的方法( 1997年诺贝尔物理学奖的成果)达成的。 其基本原理是通过原子和光子的动量交换来冷却原子。 冷却后的原子被困在由磁场和激光组成的磁-光被困井中，通过在被困井中持续蒸发冷却，蒸发掉所需的温度，即热的原子。
在被困井边的部分，磁场强，控制原子磁极的高频场频率高，通过逐渐降低频率可以将温度高的原子排出井外，实现冷却。 就像茶在茶杯里变凉一样。 '你可以去看英国广播公司一个叫做《绝对零度》的关于绝对零度的节目。
波色-爱因斯坦凝聚的JILA研究组的铷原子玻色爱因斯坦冷凝态
科罗拉多大学JILA研究组的实验结果显示，囚禁井中排出的原子云形成玻色-爱因斯坦凝聚态过程的平面图，左下图为侧视图。 图形为吸收图，用共振激光照射原子云，用CCD摄取原子云的阴影(下同)。 第一幅图是玻色-爱因斯坦凝聚态之前，第二幅图是玻色-爱因斯坦凝聚态中背景热运动，第三幅图几乎所有原子都是玻色-爱因斯坦凝聚态，热运动背景球形对称。 右边的图表显示随着温度的下降，更多的原子蒸发了。
实验图是从囚禁的井中排出原子云后利用共振光的影子制作的。 形成的图形的大小取决于原子从囚禁的井中排出时动量的大小。 实验中热运动的背景是球形对称的，而玻色-爱因斯坦凝聚态的峰图反映了表示动量的波函数不对称，这与目前的玻色-爱因斯坦凝聚态理论相一致。
因为实验是破坏性的，所以要求重现性高。 MIT的沃尔夫冈格里克特从1990年开始也按照上述方法用钠原子独立进行这项研究，不同的是，为了阻止原子进入囚禁阱的中心磁场为零的区域，使用了强激光束[4]。 沃尔夫冈泰勒的实验成功只是落后卡尔维曼和埃里克康奈尔几个月的时间，而且实验结果相当精彩。 形成玻色-爱因斯坦凝聚态的原子数高2级。 如图3所示，这为研究玻色-爱因斯坦凝聚态的物理性质提供了更大的可能性。 左图显示随着温度的下降，沃尔沃爱因斯坦凝聚态密度增加的过程中，图形宽度为1.0mm，凝聚态原子数为710的5次方。 右图是玻色-爱因斯坦凝聚态形成过程中密度变化的数据。 为了清楚起见，上面的四条曲线从下往上移动。
