低温中的共同量子状态
玻色粒子遵循允许多个粒子占据同一状态的统计规律。在足够低的温度和适当密度下,许多粒子可集中到最低能量量子态,形成凝聚。这里的集体状态并不是原子核彼此熔合,也不等同于普通气体单纯冷却成液体的全部过程。
参考:[1]
从玻色到爱因斯坦
玻色在1924年研究光粒子的统计,爱因斯坦随后把相关思路扩展到适当的物质粒子,预言低温气体出现特殊集体状态。早期理论与后来实验之间相隔约七十年,困难之一是同时获得极低温度与适合研究的稀薄原子样品。
1995年的稀薄气体实验
科内尔、维曼及其团队在1995年用铷原子实现凝聚,凯特勒独立进行钠原子的相关实验。磁俘获和多阶段冷却等技术让样品进入极低温区。2001年诺贝尔物理学奖表彰了三人的实现凝聚与早期性质研究,奖项对应的是实验工作及其物理结果。
干涉让集体性质可见
让两个凝聚样品扩展并重叠,可以观察到干涉条纹,显示共同量子相干的可测结果。这种实验把物质波从微观概念转成可以控制的集体系统。研究者进一步比较俘获条件、相互作用与运动,利用可重复制备的样品检验量子多体行为。