網(wǎng)站小編空城舊憶據(jù)網(wǎng)絡(luò)最新關(guān)于“第五態(tài)（第五套廣播體操原版）”報(bào)道資料整理發(fā)布相關(guān)事件細(xì)節(jié)！本文目錄一覽：

1、物質(zhì)的第五態(tài)、第六態(tài)是什么樣的？ 2、溫度與物性有什么樣的關(guān)系?什么是物質(zhì)的第五態(tài)? 3、自然界的物質(zhì)通常有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)，還有第四態(tài)嗎 4、玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)的第五態(tài) 5、物質(zhì)的第4，5態(tài)是什么？ 物質(zhì)的第五態(tài)、第六態(tài)是什么樣的？

通常所見的物質(zhì)有三態(tài)：氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)，再加上以火為代表的第四種狀態(tài)——等離子態(tài)。除此之外，物質(zhì)還被認(rèn)為有兩種狀態(tài)：超固態(tài)和中子態(tài)。處于等離子態(tài)的物質(zhì)，電子與原子核彼此分離。在白矮星里面，壓力和溫度高，這種狀態(tài)下，不但原子之間的空隙消失，原子外圍的電子層也被壓碎了，所有的原子核和電子都緊緊地?cái)D在一起，不再有什么空隙。這樣的物質(zhì)被稱做超固態(tài)。在我們居住的地球的中心，就存在著這種超固態(tài)物質(zhì)。假如在超固態(tài)物質(zhì)上繼續(xù)加壓，原子核和電子突破擠壓的極限，原子核只能解體，從里面放出質(zhì)子和中子。從原子核里放出的質(zhì)子，在極大的壓力下會和核外電子結(jié)合成為中子。這樣一來，物質(zhì)的構(gòu)造發(fā)生了根本的變化，原來是原子核和電子，現(xiàn)在卻都變成了中子。這樣的狀態(tài)，叫做中子態(tài)。中子態(tài)物質(zhì)的密度比超固態(tài)物質(zhì)要大十幾萬倍，火柴盒大小的中子態(tài)物質(zhì)重達(dá)30億噸。在宇宙中，估計(jì)只有少數(shù)恒星，才具有這種形態(tài)的物質(zhì)。

溫度與物性有什么樣的關(guān)系?什么是物質(zhì)的第五態(tài)?

物質(zhì)第五態(tài)：玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)。

玻色—愛因斯坦凝聚可看作是低密度原子氣體冷卻到接近絕對零度并且坍縮成非常致密的量子態(tài)時(shí)形成的物質(zhì)狀態(tài)。該狀態(tài)的特性使其成為感應(yīng)極小的慣性力的理想選擇，而且它們可用于測量重力加速度——保持原子做自由落體運(yùn)動可以增加這些測量的靈敏度。研究玻色—愛因斯坦凝聚等量子系統(tǒng)，非常有助于增加我們對引力波、廣義相對論和量子力學(xué)的理解。

早在1925年愛因斯坦就預(yù)言，在極低的溫度下，服從玻色—愛因斯坦統(tǒng)計(jì)的原子可能會發(fā)生轉(zhuǎn)變——隨溫度不斷逼近絕對零度，越來越多的原子會聚集于最低的能量狀態(tài)上，直到幾乎所有的原子都處于這一個(gè)能量狀態(tài)上，整體呈現(xiàn)一個(gè)量子狀態(tài)，所有的原子似乎都變成了同一個(gè)原子，不再分你我他。這種狀態(tài)后來被命名為玻色—愛因斯坦凝聚，也被稱為是與氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)、等離子態(tài)并列的“物質(zhì)的第五態(tài)”。　

自然界的物質(zhì)通常有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)，還有第四態(tài)嗎

迄今為止，人類發(fā)現(xiàn)物質(zhì)有六態(tài)

第四態(tài)為等離子態(tài)

將氣體加熱，當(dāng)其原子達(dá)到幾千甚至上萬攝氏度時(shí)，電子就會被原子被"甩"掉，原子變成只帶正電荷的離子。此時(shí)，電子和離子帶的電荷相反，但數(shù)量相等，這種狀態(tài)稱做等離子態(tài)。人們常年看到的閃電、流星以及熒光燈點(diǎn)燃時(shí)，都是處于等離子態(tài)。人類可以利用它放出大量能量產(chǎn)生的高溫，切割金屬、制造半導(dǎo)體元件、進(jìn)行特殊的化學(xué)反應(yīng)等. 在茫茫無際的宇宙空間里，等離子態(tài)是一種普遍存在的狀態(tài)。宇宙中大部分發(fā)光的星球內(nèi)部溫度和壓力都很高，這些星球內(nèi)部的物質(zhì)差不多都處于等離子態(tài)。只有那些昏暗的行星和分散的星際物質(zhì)里才可以找到固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的物質(zhì)

（等離子態(tài)，電漿，英文：Plasma）是一種電離的氣體，由于存在電離出來的自由電子和帶電離子，等離子體具有很高的電導(dǎo)率，與電磁場存在極強(qiáng)的耦合作用。等離子態(tài)在宇宙中廣泛存在，常被看作物質(zhì)的第四態(tài)（有人也稱之為“超氣態(tài)”）。等離子體由克魯克斯在1879年發(fā)現(xiàn)，“Plasma”這個(gè)詞，由朗廖爾在1928年最早采用。

等離子體和普通氣體的最大區(qū)別是它是一種電離氣體。由于存在帶負(fù)電的自由電子和帶正電的離子，有很高的電導(dǎo)率，和電磁場的耦合作用也極強(qiáng)：帶電粒子可以同電場耦合，帶電粒子流可以和磁場耦合。描述等離子體要用到電動力學(xué)，并因此發(fā)展起來一門叫做磁流體動力學(xué)的理論。

組成粒子和一般氣體不同的是，等離子體包含兩到三種不同組成粒子：自由電子，帶正電的離子和未電離的原子。這使得我們針對不同的組分定義不同的溫度：電子溫度和離子溫度。輕度電離的等離子體，離子溫度一般遠(yuǎn)低于電子溫度，稱之為“低溫等離子體”。高度電離的等離子體，離子溫度和電子溫度都很高，稱為“高溫等離子體”。

相比于一般氣體，等離子體組成粒子間的相互作用也大很多

第五態(tài)：超固態(tài)（典型代表物：白矮星）

美國科學(xué)家宣稱他們可能發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)存在的新狀態(tài)———超固態(tài)（或超固體）。如果他們的發(fā)現(xiàn)是正確的話，那么他們見到的則是物質(zhì)的一種十分奇異的狀態(tài)。該狀態(tài)下的物質(zhì)為一種晶體固態(tài)，但能像滑潤的、無粘性的液體那樣流動。

無粘性液體的行為相當(dāng)獨(dú)特，人們認(rèn)識它已有多年，并將它們稱為超流體。當(dāng)容器中的超流體被攪拌后，它將永久地保持旋渦形狀，這是在普通液體中無法看到的現(xiàn)象。此外，超流體甚至可以沿著容器的一邊向上蔓延并高出容器的頂端。過去，研究人員利用氦—4和氦—3首次發(fā)現(xiàn)兩種超流體。這兩種物質(zhì)的超流體行為或現(xiàn)象需要在冷卻到接近絕對零度時(shí)才會出現(xiàn)。

據(jù)1月15日《自然》雜志網(wǎng)絡(luò)版介紹，美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員永順?金和摩西?陳表示，他們已將冷凍的氦—4成功地轉(zhuǎn)變成超固體。實(shí)驗(yàn)中，他們將氦—4充進(jìn)多孔帶有狹窄通道的維克玻璃盤中，接著冷卻玻璃盤并附加60多個(gè)大氣壓的壓力。然后，將該玻璃盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在高于絕對零度0.175攝氏溫度時(shí)，這時(shí)的氦—4應(yīng)該仍然是固態(tài)，他們卻發(fā)現(xiàn)玻璃的旋轉(zhuǎn)突然開始變得輕松。對此現(xiàn)象的解釋是固態(tài)的氦—4具有了液態(tài)的流動性，這導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)變得容易。也就是說氦—4這時(shí)的狀態(tài)為超固態(tài)。

金和陳表示，如果不借用超固體的觀點(diǎn)，他們很難解釋他們發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象。然而，加拿大阿爾伯特大學(xué)研究人員約翰?比米西卻認(rèn)為，金和陳的宣稱肯定會引起一些爭議。比如，有學(xué)者可能會認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)中部分液態(tài)氦仍然覆蓋在維克玻璃多孔的表壁并變成超流體，導(dǎo)致玻璃多孔盤旋轉(zhuǎn)加快。但金和陳堅(jiān)持認(rèn)為他們的發(fā)現(xiàn)不像是比米西所說的這種情況。

第六態(tài)：中子態(tài)（典型代表：中子星）

假如在超固態(tài)物質(zhì)上再加上巨大的壓力，那么原來已經(jīng)擠得緊緊的原子核和電子，就不可能再緊了，這時(shí)候原子核只好宣告解散，從里面放出質(zhì)子和中子。從原于核里放出的質(zhì)子，在極大的壓力下會和電子結(jié)合成為中子。這樣一來，物質(zhì)的構(gòu)造發(fā)生了根本的變化，原來是原子核和電子，現(xiàn)在卻都變成了中子。這樣的狀態(tài)，叫做“中子態(tài)”。

超固態(tài) 如白矮星，超固態(tài)是原子與原子核被擠在一起，物質(zhì)密度比正常物質(zhì)高上億倍。

而中子態(tài)，則比超固態(tài)密度還高，當(dāng)超固態(tài)壓力再增加，會將核外電子與核內(nèi)質(zhì)子中和生成中子，這樣原來的原子就全變成了中子，中子與中子之間壓在一起，密度比超固態(tài)高10萬倍

[img]玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)的第五態(tài)

如果物質(zhì)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（-273.15℃）吧，在這樣的極低溫下，物質(zhì)又會出現(xiàn)什么奇異的狀態(tài)呢？

這時(shí)，奇跡出現(xiàn)了——所有的原子似乎都變成了同一個(gè)原子，再也分不出你我他了！這就是物質(zhì)第五態(tài)——玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)（以下簡稱“玻愛凝聚態(tài)”—— 玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)）

這個(gè)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(xué)家玻色寄給愛因斯坦一篇論文，提出了一種關(guān)于原子的新的理論，在傳統(tǒng)理論中，人們假定一個(gè)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(gè)原子取名張三，另一個(gè)取名李四……，并且不會將張三認(rèn)成李四，也不會將李四認(rèn)成張三。然而玻色卻挑戰(zhàn)了上面的假定，認(rèn)為在原子尺度上我們根本不可能區(qū)分兩個(gè)同類原子（如兩個(gè)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(jìn)而推測，在正常溫度下，原子可以處于任何一個(gè)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(gè)大超級原子。打個(gè)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(gè)士兵一樣整齊地向前走去。后來物理界將物質(zhì)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(shí)現(xiàn)玻愛凝聚態(tài)的條件極為苛刻和矛盾：一方面需要達(dá)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(zhì)如何能保持氣態(tài)呢？這實(shí)在令無數(shù)科學(xué)家頭疼不已。

后來物理學(xué)家使用稀薄的金屬原子氣體，金屬原子氣體有一個(gè)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(shí)驗(yàn)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(shù)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(shù)可以對任意金屬物體實(shí)行無觸移動。這樣的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)經(jīng)過不斷改進(jìn)，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(xué)家康奈爾、維曼以及德國科學(xué)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(xué)家也因此而榮膺2001年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。此后，這個(gè)領(lǐng)域經(jīng)歷著爆發(fā)性的發(fā)展，世界上己有近30個(gè)研究組在稀薄原子氣中實(shí)現(xiàn)了玻愛凝聚態(tài)。

玻愛凝聚態(tài)有很多奇特的性質(zhì)，請看以下幾個(gè)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(xì)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(dǎo)和超流也都是玻愛凝聚的結(jié)果。

玻愛凝聚態(tài)的凝聚效應(yīng)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(shè)計(jì)精確度更高的原子鐘，以應(yīng)用于太空航行和精確定位等。

玻愛凝聚態(tài)的原子物質(zhì)表現(xiàn)出了光子一樣的特性正是利用這種特性，2001年哈佛大學(xué)的兩個(gè)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(lǐng)域，例如，利用磁場調(diào)控原子之間的相互作用，可以在物質(zhì)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。

物質(zhì)的第4，5態(tài)是什么？

人類生存的世界，是一個(gè)物質(zhì)的世界。然而，這個(gè)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)”。去年，這個(gè)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(fèi)米子凝聚態(tài)”。

回顧物質(zhì)前五態(tài)

人們通常所見的物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的。處于氣態(tài)的物質(zhì)，其分子與分子之間距離較大。而對液態(tài)物質(zhì)來說，構(gòu)成它們的分子彼此靠得很近；分子一個(gè)挨著一個(gè)，它的密度要比氣態(tài)的大得多。至于固態(tài)物質(zhì)，它們的原子一個(gè)挨著一個(gè)，并相互牽拉，這就是固體比液體硬的原因。而被激發(fā)的電離氣體電離到一定程度后，便處于導(dǎo)電狀態(tài)，這種狀態(tài)的電離氣體表現(xiàn)出集體行為，即電離氣體中每一帶電粒子的運(yùn)動，都會影響其周圍帶電粒子，同時(shí)也受其他帶電粒子的約束。因?yàn)殡婋x氣體內(nèi)正負(fù)電荷數(shù)相等，所以電離氣體整體表現(xiàn)出電中性，這種氣體狀態(tài)被稱為等離子體態(tài)。由于它的獨(dú)特行為與固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)都截然不同，故稱為物質(zhì)第四態(tài)。

所謂“玻色一愛因斯坦凝聚態(tài)”，是科學(xué)巨匠愛因斯坦在70 年前預(yù)言的一種新物態(tài)。為了揭示這個(gè)有趣的物理現(xiàn)象，世界科學(xué)家為此付出了幾十年的努力。 1995年，美國科學(xué)家維曼、康奈爾和德國科學(xué)家克特勒首先從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了這個(gè)新物態(tài)的存在。為此，2001年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了這3位科學(xué)家，以表彰他們在實(shí)現(xiàn)“玻色一愛因斯坦凝聚態(tài)”研究中作出的突出責(zé)獻(xiàn)。

“玻色一愛因斯坦凝聚態(tài)” 是物質(zhì)的一種奇特的狀態(tài)，處于這種狀態(tài)的大量原子的行為像單個(gè)粒子一樣。這里的“凝聚”與日常生活中的凝聚不同，它表示原來不同狀態(tài)的原子突然“凝聚” 到同一狀態(tài)，要達(dá)到該狀態(tài)，一方面需要物質(zhì)達(dá)到極低的溫度，另一方面還要求原子體系處于氣態(tài)。華裔物理學(xué)家朱棣文，曾因研究出激光冷卻和磁阱技術(shù)這一有效的制冷方法，而與另兩位科學(xué)家分享了1997年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。“玻色一愛因斯坦凝聚態(tài)”所具有的奇特性質(zhì)，不僅對基礎(chǔ)研究有重要意義，在芯片技術(shù)、精密測量和納米技術(shù)等領(lǐng)域，也都有很好的應(yīng)用前景。

何為“費(fèi)米子凝聚態(tài)”

根據(jù)“費(fèi)米子凝聚態(tài)”研究小組負(fù)責(zé)人德博拉·金的介紹， “費(fèi)米子凝聚態(tài)”與“玻色一愛因斯坦凝聚態(tài)”都是物質(zhì)在量子狀態(tài)下的形態(tài)，但處于“費(fèi)米子凝聚態(tài)”的物質(zhì)不是超導(dǎo)體。

量子力學(xué)認(rèn)為，粒子按其在高密度或低溫度時(shí)集體行為可以分成兩大類：一類是費(fèi)米子，得名于意大利物理學(xué)家費(fèi)米；另一類是玻色子，得名于印度物理學(xué)家玻色。這兩類粒子特性的區(qū)別，在極低溫時(shí)表現(xiàn)得最為明顯：玻色子全部聚集在同一量子態(tài)上，費(fèi)米子則與之相反，更像是“個(gè)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(gè)大超級原子，而“費(fèi)米子凝聚態(tài)”物質(zhì)采用的是費(fèi)米子。當(dāng)物質(zhì)冷卻時(shí)，費(fèi)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(fèi)米子凝聚態(tài)”。

“費(fèi)米子凝聚態(tài)”是如何創(chuàng)造出來的？

科學(xué)家們在1995年已成功地通過將具有玻色子特征的原子氣體冷卻至低溫，獲得所謂的 “玻色一愛因斯坦凝聚態(tài)”。由于沒有任何2個(gè)費(fèi)米子能擁有相同的量子態(tài)，費(fèi)米子的凝聚一直被認(rèn)為不可能實(shí)現(xiàn)。去年，物理學(xué)家找到了一個(gè)克服以上障礙的方法，他們將費(fèi)米子成對轉(zhuǎn)變成玻色子。這一研究為創(chuàng)造“費(fèi)米子凝聚態(tài)”鋪平了道路。

德博拉·金領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合研究小組，將具有費(fèi)米子特征的鉀原子氣體冷卻到絕對零度以上的十億分之一度，此時(shí)鉀原子停止運(yùn)動。絕對零度相當(dāng)于一273．15℃。試驗(yàn)中，科學(xué)家用激光方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到費(fèi)米子凝聚所要求的溫度。為此，還要把原子放到“磁杯”中進(jìn)行蒸發(fā)冷卻。他們將氣體約束在真空小室中，并采用磁場和激光使鉀原子配對，成功地創(chuàng)造出“費(fèi)米子凝聚態(tài)”。

費(fèi)米子與超導(dǎo)體有哪些不同？

首先，費(fèi)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(qiáng)得多，在同等密度下，如果使超導(dǎo)體電子對的吸引力達(dá)到費(fèi)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(shí)現(xiàn)。超冷氣體中形成費(fèi)米體為研究超導(dǎo)的機(jī)理提供了一個(gè)嶄新的物質(zhì)工具。當(dāng)然，現(xiàn)在的技術(shù)并不能使所有費(fèi)米子都可以發(fā)生費(fèi)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。

第六態(tài)催生下一代超導(dǎo)體

這項(xiàng)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(jī)與發(fā)電機(jī)的制造、磁流體發(fā)電、超導(dǎo)磁懸浮列車、超導(dǎo)計(jì)算機(jī)、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

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