凝聚態(tài)反應是什么 凝聚態(tài)研究的領域
凝聚態(tài)是什么？波色-愛因斯坦凝聚態(tài)是什么？物理中的凝聚態(tài)是什么意思？？凝聚態(tài)是什么？什么是凝聚相？什么是凝聚態(tài)物理？
本文導航
凝聚態(tài)物理學是什么意思
凝聚態(tài)
凝聚態(tài)，指的是由大量粒子組成，并且粒子間有很強相互作用的系統(tǒng)。自然界中存在著各種各樣的凝聚態(tài)物質。固態(tài)和液態(tài)是最常見的凝聚態(tài)。低溫下的超流態(tài)，超導態(tài)，玻色- 愛因斯坦凝聚態(tài)，磁介質中的鐵磁態(tài)，反鐵磁態(tài)等，也都是凝聚態(tài)。
凝聚態(tài)最新理論
如果物質不斷冷下去、冷下去……一直冷到不能再冷下去，比如說，接近絕對零度(-273.16℃)吧，在這樣的極低溫下，物質又會出現(xiàn)什么奇異的狀態(tài)呢？
這時，奇跡出現(xiàn)了——所有的原子似乎都變成了同一個原子，再也分不出你我他了！這就是物質第五態(tài)——玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)(以下簡稱“玻愛凝聚態(tài)”)。
這個新的第五態(tài)的發(fā)現(xiàn)還得從1924年說起，那一年，年輕的印度物理學家玻色寄給愛因斯坦一篇論文，提出了一種關于原子的新的理論，在傳統(tǒng)理論中，人們假定一個體系中所有的原子(或分子)都是可以辨別的，我們可以給一個原子取名張三，另一個取名李四……，并且不會將張三認成李四，也不會將李四認成張三。然而玻色卻挑戰(zhàn)了上面的假定，認為在原子尺度上我們根本不可能區(qū)分兩個同類原子(如兩個氧原子)有什么不同。
玻色的論文引起了愛因斯坦的高度重視，他將玻色的理論用于原子氣體中，進而推測，在正常溫度下，原子可以處于任何一個能級(能級是指原子的能量像臺階一樣從低到高排列)，但在非常低的溫度下，大部分原子會突然跌落到最低的能級上，就好像一座突然坍塌的大樓一樣。處于這種狀態(tài)的大量原子的行為像一個大超級原子。打個比方，練兵場上散亂的士兵突然接到指揮官的命令“向前齊步走”，于是他們迅速集合起來，像一個士兵一樣整齊地向前走去。后來物理界將物質的這一狀態(tài)稱為玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)(BEC)，它表示原來不同狀態(tài)的原子突然“凝聚”到同一狀態(tài)。這就是嶄新的玻愛凝聚態(tài)。
然而，實現(xiàn)玻愛凝聚態(tài)的條件極為苛刻和矛盾：一方面需要達到極低的溫度，另一方面還需要原子體系處于氣態(tài)。極低溫下的物質如何能保持氣態(tài)呢？這實在令無數(shù)科學家頭疼不已。
后來物理學家使用稀薄的金屬原子氣體，金屬原子氣體有一個很好的特性：不會因制冷出現(xiàn)液態(tài)，更不會高度聚集形成常規(guī)的固體。實驗對象找到了，下一步就是創(chuàng)造出可以冷卻到足夠低溫度的條件。由于激光冷卻技術的發(fā)展，人們可以制造出與絕對零度僅僅相差十億分之一度的低溫。并且利用電磁操縱的磁阱技術可以對任意金屬物體實行無觸移動。這樣的實驗系統(tǒng)經(jīng)過不斷改進，終于在玻色—愛因斯坦凝聚理論提出71年之后的1995年6月，兩名美國科學家康奈爾、維曼以及德國科學家克特勒分別在銣原子蒸氣中第一次直接觀測到了玻愛凝聚態(tài)。這三位科學家也因此而榮膺2001年度諾貝爾物理學獎。此后，這個領域經(jīng)歷著爆發(fā)性的發(fā)展，目前世界上己有近30個研究組在稀薄原子氣中實現(xiàn)了玻愛凝聚態(tài)。
玻愛凝聚態(tài)有很多奇特的性質，請看以下幾個方面：
這些原子組成的集體步調(diào)非常一致，因此內(nèi)部沒有任何阻力。激光就是光子的玻愛凝聚，在一束細小的激光里擁擠著非常多的顏色和方向一致的光子流。超導和超流也都是玻愛凝聚的結果。
玻愛凝聚態(tài)的凝聚效應可以形成一束沿一定方向傳播的宏觀電子對波，這種波帶電，傳播中形成一束宏觀電流而無需電壓。
原子凝聚體中的原子幾乎不動，可以用來設計精確度更高的原子鐘，以應用于太空航行和精確定位等。
玻愛凝聚態(tài)的原子物質表現(xiàn)出了光子一樣的特性正是利用這種特性，前年哈佛大學的兩個研究小組用玻色-愛因斯坦凝聚體使光的速度降為零，將光儲存了起來。
玻愛凝聚態(tài)的研究也可以延伸到其他領域，例如，利用磁場調(diào)控原子之間的相互作用，可以在物質第五態(tài)中產(chǎn)生類似于超新星爆發(fā)的現(xiàn)象，甚至還可以用玻色-愛因斯坦凝聚體來模擬黑洞。
隨著對玻愛凝聚態(tài)研究的深入，又一次徹底的技術革命的號角已經(jīng)吹響
凝聚態(tài)說明什么
所謂“凝聚態(tài)”，指的是由大量粒子組成，并且粒子間有很強相互作用的系統(tǒng)。自然界中存在著各種各樣的凝聚態(tài)物質。固態(tài)和液態(tài)是最常見的凝聚態(tài)。低溫下的超流態(tài)，超導態(tài)，玻色-
愛因斯坦凝聚態(tài)，磁介質中的鐵磁態(tài)，反鐵磁態(tài)等，也都是凝聚態(tài)。
凝聚態(tài)研究的領域
凝聚態(tài)
凝聚態(tài)，指的是由大量粒子組成，并且粒子間有很
強相互作用
的系統(tǒng)。自然界中存在著各種各樣的凝聚態(tài)物質。固態(tài)和液態(tài)是最常見的凝聚態(tài)。低溫下的超流態(tài)，
超導態(tài)
，
玻色
-
愛因斯坦凝聚態(tài)，
磁介質
中的
鐵磁
態(tài)，反鐵磁態(tài)等，也都是凝聚態(tài)。
凝集和凝聚
指的是由大量粒子組成，并且粒子間有很強的相互作用的系統(tǒng)。自然界中存在著各種各樣的凝聚態(tài)物質。固態(tài)和液態(tài)是最常見的凝聚態(tài)。低溫下的超流態(tài)，超導態(tài)，玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)，磁介質中的鐵磁態(tài)，反鐵磁態(tài)等，也都是凝聚態(tài)。
在凝聚相中伴生元素與待測元素發(fā)生了化學反應，從而引起待測元素分析信號降低的現(xiàn)象。凝聚相干擾，是指當霧化微滴揮發(fā)為氣態(tài)分子前所產(chǎn)生的干擾，它包括陽離子、陰離子和陰陽離子混合干擾。
相關信息：
固相以及液相是人們最為熟悉的凝聚相。除了這兩種相之外，凝聚相還包括一些特定的物質在低溫條件下的超導相、晶體與自旋有關的鐵磁相及反鐵磁相、超低溫原子系統(tǒng)的玻色-愛因斯坦凝聚相等等。對于凝聚態(tài)的研究包括通過實驗手段測定物質的各種性質，以及利用理論方法發(fā)展數(shù)學模型以深入理解這些物質的物理行為。
由于尚有大量的系統(tǒng)及現(xiàn)象亟待研究，凝聚態(tài)物理學成為了物理學最為活躍的領域之一。僅在美國，該領域的研究者就占到該國物理學者整體的近三分之一，凝聚態(tài)物理學部也是美國物理學會最大的部門。
此外，該領域還與化學，材料科學以及納米技術等學科領域交叉，并與原子物理學以及生物物理學等物理學分支緊密相關。該領域研究者在理論研究中所采用的一些概念與方法也適用于粒子物理學及核物理學等領域。
凝聚態(tài)物理的基本范式
凝聚態(tài)物理學是研究凝聚態(tài)物質的物理性質與微觀結構以及它們之間的關系，即通過研究構成凝聚態(tài)物質的電子、離子、原子及分子的運動形態(tài)和規(guī)律，從而認識其物理性質的學科。
一方面，它是固體物理學的向外延拓，使研究對象除固體物質以外，還包括許多液態(tài)物質，諸如液氦、熔鹽、液態(tài)金屬，以及液晶、乳膠與聚合物等，甚至某些特殊的氣態(tài)物質，如經(jīng)玻色-愛因斯坦凝聚的玻色氣體和量子簡并的費米氣體。
另一方面，它也引入了新的概念體系，既有利于處理傳統(tǒng)固體物理遺留的許多疑難問題，也便于推廣應用到一些比常規(guī)固體更加復雜的物質。
起源發(fā)展：
凝聚態(tài)物理學起源于19世紀固體物理學和低溫物理學的發(fā)展。19世紀，人們對晶體的認識逐漸深入。1840年法國物理學家A·布拉維導出了三維晶體的所有14種排列方式，即布拉維點陣。
1912年，德國物理學家馮·勞厄發(fā)現(xiàn)了X射線在晶體上的衍射，開創(chuàng)了固體物理學的新時代，從此，人們可以通過X射線的衍射條紋研究晶體的微觀結構。
19世紀，英國著名物理學家法拉第在低溫下液化了大部分當時已知的氣體。1908年，荷蘭物理學家H·昂內(nèi)斯將最后一種難以液化的氣體氦氣液化，創(chuàng)造了人造低溫的新紀錄－269 °C（4K），并且發(fā)現(xiàn)了金屬在低溫下的超導現(xiàn)象。
超導具有廣闊的應用前景，超導的理論和實驗研究在20世紀獲得了長足進展，臨界轉變溫度最高紀錄不斷刷新，超導研究已經(jīng)成為凝聚態(tài)物理學中最熱門的領域之一。
