玻色–爱因斯坦凝聚：修订间差异

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}}, [http://books.google.com/books?id=w8GhW3J8RHIC&pg=PA43 Table 2.4 page 43]</ref>。1995年，[[麻省理工學院]]的[[沃夫岡·凱特利]]與[[科罗拉多大学博尔德分校]]的[[埃里克·康奈尔]]和[[卡尔·威曼]]使用气态的[[铷]]原子在170 n[[熱力學溫標|K]]（1.7{{e|−7}} [[熱力學溫標|K]]）的低温下首次获得了玻色-爱因斯坦-{zh-cn:凝聚;zh-tw:凝態;}-。在这种状态下，几乎全部原子都聚集到能量最低的[[量子态]]，形成一个[[宏观]]的量子状态。
}}, Table 2.4 page 43</ref>。1995年，[[麻省理工學院]]的[[沃夫岡·凱特利]]與[[科罗拉多大学博尔德分校]]的[[埃里克·康奈尔]]和[[卡尔·威曼]]使用气态的[[铷]]原子在170 n[[熱力學溫標|K]]（1.7{{e|−7}} [[熱力學溫標|K]]）的低温下首次获得了玻色-爱因斯坦-{zh-cn:凝聚;zh-tw:凝態;}-。在这种状态下，几乎全部原子都聚集到能量最低的[[量子态]]，形成一个[[宏观]]的量子状态。


[[File:Bose_Einstein_condensate.png|右|缩略图|350px|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。图中的颜色显示多少原子处于这个速度上。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。<br/>{{ubl|左图：玻色-爱因斯坦凝聚出现前。|中图：玻色-爱因斯坦凝聚刚刚出现。|右图：几乎所有剩余的原子处于玻色-爱因斯坦凝聚状态。}}<br/>由于[[不确定性原理]]尖部不是无穷窄：由于原子被束缚于一个很小的空间，它们的速度必须有一个很大的范围]]
[[File:Bose_Einstein_condensate.png|right|thumb|350px|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。图中的颜色显示多少原子处于这个速度上。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。<br/>{{ubl|左图：玻色-爱因斯坦凝聚出现前。|中图：玻色-爱因斯坦凝聚刚刚出现。|右图：几乎所有剩余的原子处于玻色-爱因斯坦凝聚状态。}}<br/>由于[[不确定性原理]]尖部不是无穷窄：由于原子被束缚于一个很小的空间，它们的速度必须有一个很大的范围]]


== 理论 ==
== 理论 ==
所有原子的量子态都束聚于一个单一的[[量子态]]的状态被称为玻色凝聚或玻色-爱因斯坦凝聚。1920年代，[[薩特延德拉·納特·玻色]]和[[阿尔伯特·爱因斯坦]]以玻色关于[[光子]]的[[统计力学]]研究為基础，对这个状态做了预言<ref>{{cite book |first=Ronald W. |last=Clark |title=Einstein: The Life and Times |publisher=Avon Books |location= |year=1971 |pages=408–409 |isbn=0-380-01159-X }}</ref>。
所有原子的量子态都束聚于一个单一的[[量子态]]的状态被称为玻色凝聚或玻色-爱因斯坦凝聚。1920年代，[[薩特延德拉·納特·玻色]]和[[阿尔伯特·爱因斯坦]]以玻色关于[[光子]]的[[统计力学]]研究為基础，对这个状态做了预言<ref>{{cite book |first=Ronald W. |last=Clark |title=Einstein: The Life and Times |publisher=Avon Books |location= |year=1971 |pages=408–409 |isbn=0-380-01159-X }}</ref>。


2005年7月22日，[[乌得勒支大学]]的学生罗迪·玻因克在[[保罗·埃伦费斯特]]的个人档案中发现了1924年12月爱因斯坦手写的原文的草稿<ref>{{cite web |url=http://www.lorentz.leidenuniv.nl/history/Einstein_archive/ |title=Leiden University Einstein archive |publisher=Lorentz.leidenuniv.nl |date=1920-10-27 |accessdate=2011-03-23 |||}}</ref>。玻色和爱因斯坦的研究的结果是遵守[[玻色-爱因斯坦统计]]的玻色气体。玻色-爱因斯坦统计是描写[[玻色子]]的统计分布的理论。玻色子，其中包括光子和[[氦|氦-4]]之类的原子，可以分享同一量子态。爱因斯坦推测将玻色子冷却到非常低的温度后它们会“落入”（“凝聚”）到能量最低的可能量子态中，导致一种全新的相态。
2005年7月22日，[[乌得勒支大学]]的学生罗迪·玻因克在[[保罗·埃伦费斯特]]的个人档案中发现了1924年12月爱因斯坦手写的原文的草稿<ref>{{cite web |url=http://www.lorentz.leidenuniv.nl/history/Einstein_archive/ |title=Leiden University Einstein archive |publisher=Lorentz.leidenuniv.nl |date=1920-10-27 |accessdate=2011-03-23 }}</ref>。玻色和爱因斯坦的研究的结果是遵守[[玻色-爱因斯坦统计]]的玻色气体。玻色-爱因斯坦统计是描写[[玻色子]]的统计分布的理论。玻色子，其中包括光子和[[氦|氦-4]]之类的原子，可以分享同一量子态。爱因斯坦推测将玻色子冷却到非常低的温度后它们会“落入”（“凝聚”）到能量最低的可能量子态中，导致一种全新的相态。


一个单纯的三维的气体的临界温度为（气体处在的外部势能是恒定的）：
一个单纯的三维的气体的临界温度为（气体处在的外部势能是恒定的）：
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1938年，[[彼得·卡皮查]]、[[约翰·艾伦]]和[[冬·麦色纳]]（Don Misener）发现氦-4在降温到2.2 K时会成为一种叫做[[超流体]]的新的液体状态<ref>{{cite journal |first=F. |last=London |title=The λ-Phenomenon of Liquid Helium and the Bose–Einstein Degeneracy |journal=[[Nature (journal)|Nature]] |volume=141 |issue=3571 |pages=643–644 |year=1938 |doi=10.1038/141643a0 |bibcode = 1938Natur.141..643L }}</ref><ref>F. London ''Superfluids'' Vol.I and II, (reprinted New York: Dover 1964)</ref>。超流的氦有许多非常不寻常的特征，比如它的[[黏度]]为零，其漩涡是量子化的。很快人们就认识到超液体的原因是玻色–爱因斯坦凝聚。事实上，康奈尔和威曼发现的气态的玻色–爱因斯坦凝聚呈现出许多超流体的特性。
1938年，[[彼得·卡皮查]]、[[约翰·艾伦]]和[[冬·麦色纳]]（Don Misener）发现氦-4在降温到2.2 K时会成为一种叫做[[超流体]]的新的液体状态<ref>{{cite journal |first=F. |last=London |title=The λ-Phenomenon of Liquid Helium and the Bose–Einstein Degeneracy |journal=[[Nature (journal)|Nature]] |volume=141 |issue=3571 |pages=643–644 |year=1938 |doi=10.1038/141643a0 |bibcode = 1938Natur.141..643L }}</ref><ref>F. London ''Superfluids'' Vol.I and II, (reprinted New York: Dover 1964)</ref>。超流的氦有许多非常不寻常的特征，比如它的[[黏度]]为零，其漩涡是量子化的。很快人们就认识到超液体的原因是玻色–爱因斯坦凝聚。事实上，康奈尔和威曼发现的气态的玻色–爱因斯坦凝聚呈现出许多超流体的特性。


“真正”的玻色-爱因斯坦凝聚最早是由康奈尔和威曼及其助手在[[天体物理实验室联合研究所]]于1995年6月5日制造成功的。他们使用[[激光冷却]]和磁阱中的[[蒸发冷却]]将约2000个稀薄的气态的铷-87原子的温度降低到170 nK后获得了玻色-爱因斯坦凝聚。四个月后，[[麻省理工学院]]的[[沃尔夫冈·克特勒]]使用[[钠|钠-23]]独立地获得了玻色-爱因斯坦凝聚。克特勒的凝聚较康奈尔和威曼的含有约100倍的原子，这样他可以用他的凝聚获得一些非常重要的结果，比如他可以观测两个不同凝聚之间的[[量子力学|量子]][[衍射]]。2001年康奈尔、威曼和克特勒为他们的研究结果共享[[诺贝尔物理奖]]<ref>{{cite web|last=Levi |first=Barbara Goss |title=Cornell, Ketterle, and Wieman Share Nobel Prize for Bose–Einstein Condensates |work=Search & Discovery |publisher=Physics Today online |year=2001 |url=http://www.physicstoday.org/pt/vol-54/iss-12/p14.html |accessdate=2008-01-26 |||}}</ref><ref>{{cite journal|doi=10.1038/nature09567|title=Bose–Einstein condensation of photons in an optical microcavity|year=2010|last1=Klaers|first1=Jan|last2=Schmitt|first2=Julian|last3=Vewinger|first3=Frank|last4=Weitz|first4=Martin|journal=Nature|volume=468|issue=7323|pages=545–548|pmid=21107426|bibcode = 2010Natur.468..545K |arxiv = 1007.4088 }}</ref>。
“真正”的玻色-爱因斯坦凝聚最早是由康奈尔和威曼及其助手在[[天体物理实验室联合研究所]]于1995年6月5日制造成功的。他们使用[[激光冷却]]和磁阱中的[[蒸发冷却]]将约2000个稀薄的气态的铷-87原子的温度降低到170 nK后获得了玻色-爱因斯坦凝聚。四个月后，[[麻省理工学院]]的[[沃尔夫冈·克特勒]]使用[[钠|钠-23]]独立地获得了玻色-爱因斯坦凝聚。克特勒的凝聚较康奈尔和威曼的含有约100倍的原子，这样他可以用他的凝聚获得一些非常重要的结果，比如他可以观测两个不同凝聚之间的[[量子力学|量子]][[衍射]]。2001年康奈尔、威曼和克特勒为他们的研究结果共享[[诺贝尔物理奖]]<ref>{{cite web|last=Levi |first=Barbara Goss |title=Cornell, Ketterle, and Wieman Share Nobel Prize for Bose–Einstein Condensates |work=Search & Discovery |publisher=Physics Today online |year=2001 |url=http://www.physicstoday.org/pt/vol-54/iss-12/p14.html |accessdate=2008-01-26 }}</ref><ref>{{cite journal|doi=10.1038/nature09567|title=Bose–Einstein condensation of photons in an optical microcavity|year=2010|last1=Klaers|first1=Jan|last2=Schmitt|first2=Julian|last3=Vewinger|first3=Frank|last4=Weitz|first4=Martin|journal=Nature|volume=468|issue=7323|pages=545–548|pmid=21107426|bibcode = 2010Natur.468..545K |arxiv = 1007.4088 }}</ref>。


康奈尔、威曼和克特勒的结果引起了许多试验项目。比如2003年11月[[因斯布鲁克大学]]的{{link-en|鲁道尔夫·格里姆|Rudolf Grimm}}、科罗拉多大学鲍尔德分校的德波拉·金和克特勒制造了第一个[[分子]]构成的玻色-爱因斯坦凝聚。
康奈尔、威曼和克特勒的结果引起了许多试验项目。比如2003年11月[[因斯布鲁克大学]]的{{link-en|鲁道尔夫·格里姆|Rudolf Grimm}}、科罗拉多大学鲍尔德分校的德波拉·金和克特勒制造了第一个[[分子]]构成的玻色-爱因斯坦凝聚。
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与一般人们遇到的其它相态相比，玻色-爱因斯坦凝聚非常不稳定。玻色-爱因斯坦凝聚与外界世界的极其微小的相互作用足以使它们加热到超出临界温度，分解为单一原子的状态，因此在短期内不太有機會出現实际应用。
与一般人们遇到的其它相态相比，玻色-爱因斯坦凝聚非常不稳定。玻色-爱因斯坦凝聚与外界世界的极其微小的相互作用足以使它们加热到超出临界温度，分解为单一原子的状态，因此在短期内不太有機會出現实际应用。


2016年5月17日，来自澳大利亚新南威尔士大学和澳大利亚国立大学的研究团队首次使用[[人工智能]]制造出了玻色-爱因斯坦凝聚。人工智能在此项实验中的作用是调节要求苛刻的温度和防止原子逃逸的激光束。<ref>{{Cite web |url=http://www.nature.com/articles/srep25890 |title=存档副本 |accessdate=2016-05-17 |||}}</ref>
2016年5月17日，来自澳大利亚新南威尔士大学和澳大利亚国立大学的研究团队首次使用[[人工智能]]制造出了玻色-爱因斯坦凝聚。人工智能在此项实验中的作用是调节要求苛刻的温度和防止原子逃逸的激光束。<ref>{{Cite web |url=http://www.nature.com/articles/srep25890 |title=存档副本 |accessdate=2016-05-17 }}</ref>


2020年6月10日，加州理工的研究人員在《[[自然 (期刊)|自然期刊]]》發表報告，在[[國際太空站]]上運行的冷原子實驗室，呈現[[銣]]及[[鉀]]原子的玻色-愛因斯坦凝聚。在地球表面的實驗室，由於受引力影響，實驗的自由膨漲時間只有幾十毫秒。在無重狀態下，成功將時間延長至超過一秒。
2020年6月10日，加州理工的研究人員在《[[自然 (期刊)|自然期刊]]》發表報告，在[[國際太空站]]上運行的冷原子實驗室，呈現[[銣]]及[[鉀]]原子的玻色-愛因斯坦凝聚。在地球表面的實驗室，由於受引力影響，實驗的自由膨漲時間只有幾十毫秒。在無重狀態下，成功將時間延長至超過一秒。
<ref>{{Cite web |url=https://www.nature.com/articles/s41586-020-2346-1 |title=存档副本 |accessdate=2020-06-13 |||}}</ref>
<ref>{{Cite web |url=https://www.nature.com/articles/s41586-020-2346-1 |title=存档副本 |accessdate=2020-06-13 }}</ref>


== 用於降低光速 ==
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* 《超流体 》/ (美)沈星揚著 (1982). - 北京: 科学出版社
* 《超流体 》/ (美)沈星揚著 (1982). - 北京: 科学出版社
* {{cite journal |last=Bose |first=S. N. |authorlink= |coauthors= |year=1924 |month= |title=Plancks Gesetz und Lichtquantenhypothese |journal=Zeitschrift für Physik |volume=26 |issue= |page=178 |id= |url= |accessdate= |quote= |doi=10.1007/BF01327326 |bibcode = 1924ZPhy...26..178B }}
* {{cite journal |last=Bose |first=S. N. ||coauthors= |year=1924 |month= |title=Plancks Gesetz und Lichtquantenhypothese |journal=Zeitschrift für Physik |volume=26 |issue= |page=178 |id= |url= |accessdate= |quote= |doi=10.1007/BF01327326 |bibcode = 1924ZPhy...26..178B }}
* {{cite journal |last=Einstein |first=A. |authorlink= |coauthors= |year=1925 |month= |title=Quantentheorie des einatomigen idealen Gases |journal=Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften |volume=1 |issue= |page=3 |id= |url= |accessdate= |quote= }},
* {{cite journal |last=Einstein |first=A. ||coauthors= |year=1925 |month= |title=Quantentheorie des einatomigen idealen Gases |journal=Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften |volume=1 |issue= |page=3 |id= |url= |accessdate= |quote= }},
* {{cite journal |last=Landau |first=L. D. |authorlink= |coauthors= |year=1941 |month= |title=The theory of Superfluity of Helium 111 |journal=J. Phys. USSR |volume=5 |issue= |pages=71–90 |id= |url= |accessdate= |quote= }}
* {{cite journal |last=Landau |first=L. D. ||coauthors= |year=1941 |month= |title=The theory of Superfluity of Helium 111 |journal=J. Phys. USSR |volume=5 |issue= |pages=71–90 |id= |url= |accessdate= |quote= }}
* {{cite journal | author=L. Landau | title=Theory of the Superfluidity of Helium II | journal=Physical Review | year=1941 | volume=60 | pages=356–358 | url= | doi=10.1103/PhysRev.60.356 | issue=4 |bibcode = 1941PhRv...60..356L }}
* {{cite journal | author=L. Landau | title=Theory of the Superfluidity of Helium II | journal=Physical Review | year=1941 | volume=60 | pages=356–358 | url= | doi=10.1103/PhysRev.60.356 | issue=4 |bibcode = 1941PhRv...60..356L }}
* {{cite journal | author=M.H. Anderson, J.R. Ensher, M.R. Matthews, C.E. Wieman, and E.A. Cornell | title=Observation of Bose–Einstein Condensation in a Dilute Atomic Vapor | journal=Science | year=1995 | volume=269 | pages=198–201 | jstor=2888436 | doi=10.1126/science.269.5221.198 | pmid=17789847 | issue=5221 |bibcode = 1995Sci...269..198A }}
* {{cite journal | author=M.H. Anderson, J.R. Ensher, M.R. Matthews, C.E. Wieman, and E.A. Cornell | title=Observation of Bose–Einstein Condensation in a Dilute Atomic Vapor | journal=Science | year=1995 | volume=269 | pages=198–201 | jstor=2888436 | doi=10.1126/science.269.5221.198 | pmid=17789847 | issue=5221 |bibcode = 1995Sci...269..198A }}
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== 外部链接 ==
== 外部链接 ==
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* [http://psroc.phys.ntu.edu.tw/bimonth/download.php?d=1&cpid=150&did=18 第一個玻色－愛因斯坦凝聚(1995年6月5日)]
* [http://psroc.phys.ntu.edu.tw/bimonth/download.php?d=1&cpid=150&did=18 第一個玻色－愛因斯坦凝聚(1995年6月5日)]
* [https://web.archive.org/web/20100113160458/http://iqoqi.at/bec2009/ Bose–Einstein Condensation 2009 Conference] Bose–Einstein Condensation 2009 – Frontiers in Quantum Gases
* [http://iqoqi.at/bec2009/ Bose–Einstein Condensation 2009 Conference] Bose–Einstein Condensation 2009 – Frontiers in Quantum Gases
* [http://www.colorado.edu/physics/2000/bec/index.html BEC Homepage] General introduction to Bose–Einstein condensation
* [http://www.colorado.edu/physics/2000/bec/index.html BEC Homepage] General introduction to Bose–Einstein condensation
* [http://nobelprize.org/physics/laureates/2001/index.html Nobel Prize in Physics 2001] – for the achievement of Bose–Einstein condensation in dilute gases of alkali atoms, and for early fundamental studies of the properties of the condensates
* [http://nobelprize.org/physics/laureates/2001/index.html Nobel Prize in Physics 2001] – for the achievement of Bose–Einstein condensation in dilute gases of alkali atoms, and for early fundamental studies of the properties of the condensates
* [http://www.physicstoday.org/pt/vol-54/iss-12/p14.html Physics Today: Cornell, Ketterle, and Wieman Share Nobel Prize for Bose–Einstein Condensates]
* [http://www.physicstoday.org/pt/vol-54/iss-12/p14.html Physics Today: Cornell, Ketterle, and Wieman Share Nobel Prize for Bose–Einstein Condensates]
* [http://jilawww.colorado.edu/bec/ Bose–Einstein Condensates at JILA]
* [http://jilawww.colorado.edu/bec/ Bose–Einstein Condensates at JILA]
* [http://atomcool.rice.edu/ Atomcool at Rice University]
* [http://atomcool.rice.edu/ Atomcool at Rice University]
* [https://web.archive.org/web/20090409065555/http://www.bec.phys.uu.nl/ The Bose–Einstein Condensate at Utrecht University, the Netherlands]
* [http://www.bec.phys.uu.nl/ The Bose–Einstein Condensate at Utrecht University, the Netherlands]
* [https://web.archive.org/web/20051226061445/http://cua.mit.edu/ketterle_group/home.htm Alkali Quantum Gases at MIT]
* [http://cua.mit.edu/ketterle_group/home.htm Alkali Quantum Gases at MIT]
* [http://www.physics.uq.edu.au/atomoptics/ Atom Optics at UQ]
* [http://www.physics.uq.edu.au/atomoptics/ Atom Optics at UQ]
* [http://www.lorentz.leidenuniv.nl/history/Einstein_archive/ Einstein's manuscript on the Bose–Einstein condensate discovered at Leiden University]
* [http://www.lorentz.leidenuniv.nl/history/Einstein_archive/ Einstein's manuscript on the Bose–Einstein condensate discovered at Leiden University]
* [http://physicsweb.org/articles/world/18/6/8/1 The revolution that has not stopped] PhysicsWeb article from June 2005
* [http://physicsweb.org/articles/world/18/6/8/1 The revolution that has not stopped] PhysicsWeb article from June 2005
* [http://xstructure.inr.ac.ru/x-bin/theme3.py?level=2&index1=145786 Bose–Einstein condensate on arxiv.org]
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* [http://www.vigyanprasar.gov.in/dream/jan2002/article1.htm Bosons – The Birds That Flock and Sing Together]
* [http://www.vigyanprasar.gov.in/dream/jan2002/article1.htm Bosons – The Birds That Flock and Sing Together]
* [https://web.archive.org/web/20101013193224/http://www-matterwave.physics.ox.ac.uk/ Oxford Experimental BEC Group.]
* [http://www-matterwave.physics.ox.ac.uk/ Oxford Experimental BEC Group.]
* [http://www.quantumoptics.eu Cambridge University Cold Atoms Group.]
* [http://www.quantumoptics.eu Cambridge University Cold Atoms Group.]
* [http://jilawww.colorado.edu/bec/BEC_for_everyone/ Easy BEC machine] – information on constructing a Bose–Einstein condensate machine.
* [http://jilawww.colorado.edu/bec/BEC_for_everyone/ Easy BEC machine] – information on constructing a Bose–Einstein condensate machine.
* [http://www.cosmosmagazine.com/features/online/2176/verging-absolute-zero Verging on absolute zero – Cosmos Online]
* [http://www.cosmosmagazine.com/features/online/2176/verging-absolute-zero Verging on absolute zero – Cosmos Online]
* [https://web.archive.org/web/20091007002135/http://mitworld.mit.edu/video/77 Lecture by W Ketterle at MIT in 2001]
* [http://mitworld.mit.edu/video/77 Lecture by W Ketterle at MIT in 2001]
* [https://web.archive.org/web/20010705225853/http://bec.nist.gov/ Bose–Einstein Condensation at NIST] – NIST resource on BEC
* [http://bec.nist.gov/ Bose–Einstein Condensation at NIST] – NIST resource on BEC
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取自“https://www.qiuwenbaike.cn/wiki/玻色–爱因斯坦凝聚”