突破！科学家创造出了第五种物质形式

发布时间：2023-04-17 12:52:37 所属栏目：动态来源：

导读：物质有三种常见的形态：固体、液体和气体。除此之外，科学家还认识到一种在极高温度下出现的第四种形态，叫做等离子体。

这幅图像显示的是铷原子速度的分布，它证实了玻色-爱因斯坦凝聚的存在。因为这样的图中的颜

物质有三种常见的形态：固体、液体和气体。除此之外，科学家还认识到一种在极高温度下出现的第四种形态，叫做等离子体。

这幅图像显示的是铷原子速度的分布，它证实了玻色-爱因斯坦凝聚的存在。因为这样的图中的颜色主要显示进入了多少气体的原子是否处于这个不可预测的速度上。红色表示只有少数原子的速度是该速度。白色表示许多原子是这个速度。最低速度显示白色或浅蓝色。

而第五种物质形态，叫做玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），则是在接近绝对零度（-273.15°C或-459.67°F）的极低温度下出现的。在这样的温度下，原子失去了各自的身份，开始表现得像一个整体。

而根据最近《自然》上的一篇论文，科学家成功地创造了第五种物质形态，并维持了惊人的六分钟。这一重大成就有可能革新我们对量子力学的理解，并为新的技术进步打开大门。在本文中，我们将探讨这一成就的意义，BEC的本质，以及这一新发现的一个潜在可能的应用。

在深入了解实验的细节之前，有必要理解什么是玻色-爱因斯坦凝聚体。BEC是一种由玻色子组成的物质形态，玻色子是一类遵循玻色-爱因斯坦统计规律的粒子，例如光子、声子和氦原子。

氦原子结构示意图。图中灰阶显示对应电子云于1s原子轨道之概率密度函数的积分强度。而原子核仅为示意，质子以粉红色、中子以紫色表示。事实上，原子核（与其中之核子的波函数）也是球型对称的。（对于更复杂的原子核则非如此）
当玻色子被冷却到足够低的温度时，它们会聚集在一个量子态中，形成一个具有相干性和超流性的巨型波函数。这意味着BEC中的所有原子都具有相同的能量、动量和自旋，并且可以无阻碍地流动。BEC可以被直观地视为包括有一个单独的巨型相互作用的原子或包括有一个巨型相互作用的量子波。

以前，科学家们一直难以保持BEC的稳定性，通常只能维持几秒钟。在这次实验过程中，研究人员使用了磁场和激光冷却技术的组合，将铷原子冷却到极低温度，仅比绝对零度高出几十亿分之一度。

（编辑：汽车网）

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