费米子凝聚态.doc

费米子凝聚态费米子凝聚态,是物质存在的第六态。根据“费米子凝聚态”研究小组负责人德博拉· 金的介绍,“费米子凝聚态”与“玻色一爱因斯坦凝聚态”都是物质在量子状态下的形态, 但处于“费米子凝聚态”的物质不是超导体。目录产生背景简介产生过程费米子与超导体的区别第六态催生下一代超导体展开产生背景人类生存的世界, 是一个物质的世界。然而, 这个世界还有许多人们肉眼看不到的物质。过去, 人们只知道物质有三态, 即气态、液态和固态。 20 世纪中期, 科学家确认物质第四态, 即“等离子体态”。 1995 年,美国标准技术研究院和美国科罗拉多大学的科学家组成的联合研究小组, 首次创造出物质的第五态,即“玻色一爱因斯坦凝聚态”。去年, 这个联合研究小组又宣布,他们创造出物质的第六种形态,即“费米子凝聚态”。编辑本段简介量子力学认为, 粒子按其在高密度或低温度时集体行为可以分成两大类: 一类是费米子, 得名于意大利物理学家费米;另一类是玻色子,得名于印度物理学家玻色。这两类粒子特性的区别, 费米子凝聚态在极低温时表现得最为明显:玻色子全部聚集在同一量子态上,费米子则与之相反,更像是“个人主义者”,各自占据着不同的量子态。“玻色一爱因斯坦凝聚态”物质由玻色子构成, 其行为像一个大超级原子,而“费米子凝聚态”物质采用的是费米子。当物质冷却时,费米子逐渐占据最低能态,但它们处在不同的能态上,就像人群涌向一段狭窄的楼梯,这种状态称作“费米子凝聚态”。产生过程物质第四态人们通常所见的物质是由分子、原子构成的。处于气态的物质,其分子与分子之间距离较大。而对液态物质来说,构成它们的分子彼此靠得很近;分子一个挨着一个,它的密度要比气态的大得多。至于固态物质,它们的原子一个挨着一个,并相互牵拉,这就是固体比液体硬的原因。而被激发的电离气体电离到一定程度后,便处于导电状态,这种状态的电离气体表现出集体行为,即电离气体中每一带电粒子的运动,都会影响其周围带电粒子,同时也受其他带电粒子的约束。因为电离气体内正负电荷数相等, 所以电离气体整体表现出电中性, 这种气体状态被称为等离子体态。由于它的独特行为与固态、液态、气态都截然不同,故称为物质第四态。玻色一爱因斯坦凝聚态所谓“玻色一爱因斯坦凝聚态”,是科学巨匠爱因斯坦在 70 年前预言的一种新物态。为了揭示这个有趣的物理现象,世界科学家为此付出了几十年的努力。 1995 年,美国科学家维曼、康奈尔和德国科学家克特勒首先从实验上证实了这个新物态的存在。为此, 2001 年度诺贝尔物理学奖授予了这 3 位科学家,以表彰他们在实现“玻色一爱因斯坦凝聚态”研究中作出的突出责献。玻色- 爱因斯坦凝聚态“玻色一爱因斯坦凝聚态”是物质的一种奇特的状态, 处于这种状态的大量原子的行为像单个粒子一样。这里的“凝聚”与日常生活中的凝聚不同,它表示原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态, 要达到该状态, 一方面需要物质达到极低的温度, 另一方面还要求原子体系处于气态。华裔物理学家朱棣文,曾因研究出激光冷却和磁阱技术这一有效的制冷方法,而与另两位科学家分享了 1997 年的诺贝尔物理学奖。“玻色一爱因斯坦凝聚态”所具有的奇特性质,不仅对基础研究有重要意义,在芯片技术、精密测量和纳米技术等领域,也都有很好的应用前景。“费米子凝聚态”科学家们在 1995 年已成功地通过