費米子凝聚態(tài)，是物質(zhì)存在的第六態(tài)。在量子力學(xué)的理論中，粒子按照一定的規(guī)律排列總共可以分成兩類，一類叫做費米子，名字來自偉大意大利物理學(xué)家費米，另外一種叫做玻色子，名字來源于印度的物理學(xué)家玻色。

簡介

人類生存的世界，是一個物質(zhì)的世界。然而，這個世界還有許多人們?nèi)庋劭床坏降奈镔|(zhì)。過去，人們只知道物質(zhì)有三態(tài)，即氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。20世紀(jì)中期，科學(xué)家確認(rèn)物質(zhì)第四態(tài)，即“等離子體態(tài)”。

1995年，美國標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院和美國科羅拉多大學(xué)的科學(xué)家組成的聯(lián)合研究小組，首次創(chuàng)造出物質(zhì)的第五態(tài)，即“玻色一愛因斯坦凝聚態(tài)”。2004年，這個聯(lián)合研究小組又宣布，他們創(chuàng)造出物質(zhì)的第六種形態(tài)，即“費米子凝聚態(tài)”。

這兩類粒子特性的區(qū)別，在極低溫時表現(xiàn)得最為明顯：玻色子全部聚集在同一量子態(tài)上，費米子則與之相反，更像是“個人主義者”，各自占據(jù)著不同的量子態(tài)。

“玻色一愛因斯坦凝聚態(tài)”物質(zhì)由玻色子構(gòu)成，其行為像一個大超級原子，而“費米子凝聚態(tài)”物質(zhì)采用的是費米子。當(dāng)物質(zhì)冷卻時，費米子逐漸占據(jù)最低能態(tài)，但它們處在不同的能態(tài)上，就像人群涌向一段狹窄的樓梯，這種狀態(tài)稱作“費米子凝聚態(tài)”。

區(qū)別

首先，費米冷凝體所使用的原子比電子重得多，其次是原子對之間吸引力比超導(dǎo)體中電子對的吸引力強得多，在同等密度下，如果使超導(dǎo)體電子對的吸引力達到費米體中原子對的程度，制造出常溫下的超導(dǎo)體立即可以實現(xiàn)。超冷氣體中形成費米體為研究超導(dǎo)的機理提供了一個嶄新的物質(zhì)工具。當(dāng)然，如今的技術(shù)并不能使所有費米子都可以發(fā)生費米冷凝，而且所獲得的冷凝體還相當(dāng)脆弱——比玻璃還要脆！但這只是技術(shù)問題。

應(yīng)用

這項成果在超導(dǎo)技術(shù)上的應(yīng)用前景非常廣闊，有助于下一代超導(dǎo)體的誕生，而新一代超導(dǎo)體技術(shù)可在電力工程、電能輸送、電動機與發(fā)電機的制造、磁流體發(fā)電、超導(dǎo)磁懸浮列車、超導(dǎo)計算機、超導(dǎo)電子器件、地球物理勘探、地質(zhì)學(xué)、生物磁學(xué)、高能加速器與高能物理研究等眾多領(lǐng)域和學(xué)科中大顯身手。