物质的第五形态

3.物质的第五形态

如果你想要知道物质的第五形态，首先要知道什么是“玻色——爱因斯坦凝聚体”。

实际上，它也是物质的一种形态，由于这一理论是爱因斯坦推广而来的，因此也被称为“玻色——爱因斯坦凝聚体”。该理论预言，如果某些原子气体能够冷却到足够低的温度，那么这些原子就会突然以足够低的温度进行凝聚，原来不规则的气态物质瞬间就会转化为高度有序的固态物质。这种固态物质就是玻色——爱因斯坦凝聚体，是一种宏观的量子状态物质。可以这样说，该凝聚体中的所有颗粒都处于能量的最低态，并且其物理性质也相同。另外，物质之间的各个部分与其他部分也有一定的关联性，这种关联是一种相干性（关联的程度）的体现，它能将玻色凝聚体分成两团，并使它们相互重叠，因此我们能够明显地看到凝聚体中有一干涉条纹。

玻色——爱因斯坦凝聚态，是一种非常奇特的物质形态，组成它的原子集体步调很一致， 因此这些原子内部没有任何阻力。然而奇怪的是，这些原子之间虽然没有阻力，但是它们并不会乱动，因此可以用于设计精确度比较高的原子钟以及太空航行的精确定位之中。另外，它的凝聚效应也可以形成一束沿一定方向传播的宏观电子对波，该电子对波带有一定的电，在传播中能够形成一束不带电压的宏观电流。更让人惊奇的是，玻爱凝聚态的原子物质还能表现出光子一样的特性。哈佛大学的两个研究小组利用这种特性使光的速度降为零，从而将光储存起来。

玻色——爱因斯坦凝态

费米子凝聚变实验

此外，玻色凝聚态的研究也可以延伸到其他领域。例如，磁场可以用来调控原子之间的相互作用，可以在物质第五态中产生类似于超新星爆发的现象，甚至还可以用玻色凝聚体来模拟黑洞。总之它的出现能够使物质的形态更加神秘，让人产生好奇心！

不过，这种物质形态的实现并不简单。因为，其实现条件中充满了矛盾，一方面希望达到极低的温度，另一方面还要求原子体系处于气态。一般情况下，物质在低温的时候，都会呈现出固态。而如果要使物质呈现出气态，这几乎是不可能的。那么，玻色——爱因斯坦凝聚到底是怎样实现这一物质形态的呢？一般在凝聚态情况下，所有的原子都具有同一个状态，并且原子可以无阻力地自由移动，也就是所谓的“超流体”。这个超流体能量非常低，好像一座突然坍塌的大楼一样，如果再有足够低的温度，那么物质就会呈现出另一种形态。可是，如何才能达到最低温度呢？经过科学家无数次的实验，最后决定利用激光冷却技术，这样就可以制造出与绝对零度仅仅相差十亿分之一度的低温。这样一来，也就具备了这两个条件，就能观测到玻色——爱因斯坦凝聚态，即是物质的第五形态！