“费米子凝聚态”宇宙中物质的第六种形态！( 二 ) 当有人问

费米子冷凝物

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费米子凝聚态是如何产生的？由于没有两个费米子具有相同的量子态，许多人认为费米子凝聚是不可能的。然而呢，研究“费米子凝聚态”的科学家们坚持“大胆实验、仔细观察”的科学实验精神，它们非常小心的向这个陌生的科学领域前进。
由于费米子的“排外”特性，这种特性使得它们不能凝聚在一起。但是，科学家们相信，如果用一些方法来改变费米子的性质并将其转变为玻色子，就可能实现凝聚。后来，他们找到了对付这些不爱“交际”的费米子的方法。于是，他们非常小心地，像爱神丘比特一样，用磁场作为“金箭”射向费米子，促使费米子们来匹配。就这样，两个自旋为半整数的费米子就形成了自旋为整数的费米子对。

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有某一些科学家他们甚至可以通过调节某些磁场来控制配对的力度。配对后，费米子保留了一些自己的特性，但摆脱了“脱离群体”的坏习惯。和玻色子一样，在超低温的温度下，一对费米子和另外一对费米子不断地结合。结果呢，所有的气体原子突然凝结成一种凝聚态，就像玻色-爱因斯坦凝聚态，最后形成费米子凝聚态。不同的研究小组使用不同的对象和方法来促进费米子配对。奥地利因斯布鲁克大学的科学家冷却了锂-6原子，并施加了稳定的磁场来促进费米子的结合；科罗拉多州“联合实验室天体物理研究所”采用的技术略有不同。他们冷却钾40个原子并施加磁场。通过设备改变磁场强度，每个原子就会强烈吸引附近的原子，从而“引诱”它们形成一对一对的原子，然后就会凝聚成玻色-爱因斯坦凝聚体。
为什么我们选择钾和锂作为费米子凝聚研究的实验对象？这种选择并不是比较刻意的，而是与所使用的技术有关。将气体冷却到非常低的温度需要几个步骤。第一是使用“激光”技术，将气体降至到几乎接近绝对零度。然后呢，将原子放入一个“磁力陷阱” ，在这样的情况下，比较高能量的原子会被允许“逃逸” ，就像皮肤汗水蒸发了一样。冷却后，剩余的原子保持在朗克温度。最后是将原子“移动”到“光学”阱中，然后继续蒸发和冷却，最终达到临界值的温度，在这个温度下，气体将浓缩到“超液态” ，温度约为52nk 。

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在一系列的激光冷却操作中，最容易“驾驭”的化学元素是化学元素周期表中第一列中的元素。在第一列的几种元素中，只有“锂-6”和“钾-40”是最稳定的，也是“长寿”费米子。因此，所有进行费米子研究的研究小组都使用这两种元素中的一种。
有两个研究小组用费米子代替玻色子制造出了了玻色-爱因斯坦凝聚态物。这一研究具有重要意义。正如瑞秋大学的物理学家舒利特所说：“以前没有人见过分子的玻色-爱因斯坦凝聚体。这是一个巨大的进步，也是一个非常重要的新研究方向。它可能导致研究超导体的不同新方法。 ”
【“费米子凝聚态”宇宙中物质的第六种形态！】世界上优秀的科学家创造的“世界第六种物质形态” ，不仅仅是理论物理研究的迈出的一大步，而且呢，在实际应用中也具有非常重要意义。它将有助于下一代超导体的诞生。下一代的超导体技术在很多领域和学科中都具有重要作用。