網(wǎng)站小編空城舊憶據(jù)網(wǎng)絡(luò)最新關(guān)于“費米子凝聚態(tài)（費米子凝聚態(tài)舉例）”報道資料整理發(fā)布相關(guān)事件細(xì)節(jié)！本文目錄一覽：

1、物質(zhì)有幾種狀態(tài)? 2、物質(zhì)的凝聚態(tài)形式有哪幾種 3、費米子是什么？費米子的作用和基本性質(zhì) 4、費米子凝聚態(tài)的簡介 5、費米子凝聚態(tài)和波色-愛因斯坦凝聚態(tài)有什么不同 物質(zhì)有幾種狀態(tài)?

物質(zhì)有六種存在形態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子態(tài)、玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)、費米子凝聚態(tài)。

1、氣態(tài)物質(zhì)

氣體是指無形狀有體積的可壓縮和膨脹的流體。氣體是物質(zhì)的一個態(tài)。氣體與液體一樣是流體：它可以流動，可變形。與液體不同的是氣體氣體分子間距離很大，可以被壓縮膨脹。假如沒有限制（容器或力場）的話，氣體可以膨脹，其體積不受限制。

氣態(tài)物質(zhì)的原子或分子相互之間可以自由運動。氣態(tài)物質(zhì)的原子或分子的動能比較高。氣體形態(tài)可過通其體積、溫度和其壓強所影響。這幾項要素構(gòu)成了多項氣體定律，而三者之間又可以互相影響。

2、液態(tài)物質(zhì)

液體的粒子會互相吸引而且離得很近，所以不易將固定體積的液體壓縮成更小的體積或是拉大成更大的體積。受熱時，液體粒子間的距離通常都會增加，因而造成體積膨脹。當(dāng)液體冷卻時，則會發(fā)生相反的效應(yīng)而使體積收縮。

液體可以溶解某些固體，例如將食鹽放入水中，食鹽顆粒好像會漸漸消失。其實是因為食鹽溶于水后電離出鈉離子與氯離子，并均勻分布在水中，形成一種水溶液。此外，液體還可以溶解氣體或其他液體。

3、固態(tài)物質(zhì)

固態(tài)物質(zhì)具有固定的形狀，液體和氣體則沒有。想要改變固體的形狀，就必須對它施力。例如擠壓或拉長可以改變固體的體積，但通常變化不會太大。大部分固體加熱到某種程度都會變成液體，若是溫度繼續(xù)升高則會變成氣體。

4、等離子態(tài)物質(zhì)

將氣體加熱，當(dāng)其原子達(dá)到幾千甚至上萬攝氏度時，電子就會被原子“甩”掉，原子變成只帶正電荷的離子。此時，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)。

5、凝聚態(tài)物質(zhì)

玻色-愛因斯坦凝聚（BEC）是科學(xué)巨匠愛因斯坦在70年前預(yù)言的一種新物態(tài)。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)（一般是基態(tài)）。即處于不同狀態(tài)的原子“凝聚”到了同一種狀態(tài)。

6、費米子凝聚態(tài)

根據(jù)“費米子凝聚態(tài)”研究小組負(fù)責(zé)人德博拉·金的介紹，“費米子凝聚態(tài)”與“玻色-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“費米子凝聚態(tài)”的物質(zhì)不是超導(dǎo)體。

“費米子凝聚態(tài)”物質(zhì)采用的是費米子。當(dāng)物質(zhì)冷卻時，費米子逐漸占據(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“費米子凝聚態(tài)”。

物質(zhì)的守恒定律

1．早期的“質(zhì)量守恒定律”（質(zhì)能關(guān)系之前）

在化學(xué)反應(yīng)中，參加反應(yīng)前各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這個規(guī)律就叫做質(zhì)量守恒定律。

在任何與周圍隔絕的體系中，不論發(fā)生何種變化或過程，其總質(zhì)量始終保持不變?；蛘哒f，任何變化包括化學(xué)反應(yīng)和核反應(yīng)都不能消除物質(zhì)，只是改變了物質(zhì)的原有形態(tài)或結(jié)構(gòu)，所以該定律又稱物質(zhì)不滅定律。

2．“能量守恒定律”

能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其它物體，而能量的總量保持不變。

3．愛因斯坦的“質(zhì)能關(guān)系”

質(zhì)能關(guān)系將物理學(xué)中原來不相干的質(zhì)量守恒和能量守恒統(tǒng)一起來。在通常的反應(yīng)中，系統(tǒng)釋放出能量，系統(tǒng)內(nèi)部的質(zhì)量減小，減小的量是微乎其微的，與其靜質(zhì)量相比小得無法觀測。

但在核反應(yīng)中，這一減小量則明顯地表現(xiàn)出來。在裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)中，系統(tǒng)的靜質(zhì)量可觀地改變，反應(yīng)釋放巨大能量。質(zhì)能關(guān)系是核能釋放的理論基礎(chǔ)。

4．“信息守恒”

[img]物質(zhì)的凝聚態(tài)形式有哪幾種

物質(zhì)的凝聚態(tài)形式，除了我們常見的固態(tài)、氣態(tài)和液態(tài)，還有等離子態(tài)、玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)、費米子凝聚態(tài)。

這也是物理學(xué)上物質(zhì)的六種存在形態(tài)，固態(tài)、氣態(tài)和液態(tài)在日常生活中隨處可見，這里就不再詳述，還是介紹一下其他三種物質(zhì)形態(tài)：

（1）等離子態(tài)：電離氣體電離到一定程度后，電離氣體中每一個帶電粒子的運動都會相互影響和制約，整體呈現(xiàn)出電中性，這種氣體狀態(tài)被稱為等離子體態(tài)。

（2）玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)：大量原來不同狀態(tài)的原子突然凝聚到同一狀態(tài)，但卻表現(xiàn)出單個粒子的行為，這種狀態(tài)稱為玻色-愛因斯坦凝聚態(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)。

（3）費米子凝聚態(tài)：與玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)都是物質(zhì)在量子狀態(tài)下的形態(tài)，但在極低溫時表現(xiàn)得與玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)截然相反。

費米子是什么？費米子的作用和基本性質(zhì)

在一組用相同粒子組成的體系當(dāng)中，假如這個體系中的一個量子態(tài)中只能容納一個粒子，這個粒子就是費米子，在1937年的時候由物理學(xué)家恩利克·費米首次提出，2004年國際知名聯(lián)合研究小組發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)的第六種形態(tài)，也就是費米子凝聚態(tài)，費米子還可以轉(zhuǎn)化成為玻色子，本站帶大家一起了解下。

費米子是什么?

在一組用相同粒子組成的體系當(dāng)中，假如這個體系中的一個量子態(tài)中只能容納一個粒子，這個粒子就被稱之為費米子，兩個以上的費米子是不可能出現(xiàn)在相同的量子態(tài)中的。

在1937年的時候，量子力學(xué)突然興起，而有一位著名的物理學(xué)家提出了這個特別粒子的概念，后來經(jīng)過漫長的研究，最終確認(rèn)費米子確實是存在的，這對于量子力學(xué)來說是比較偉大的發(fā)現(xiàn)了有著比較重要的意義。

費米子的提出者

恩利克·費米出生于1901年，他是比較有名的物理學(xué)家，同時也曾經(jīng)獲得過物理的諾貝爾獎。他不管是理論還是在實驗方面都有自己的獨到之處，這也是現(xiàn)代所有物理學(xué)家中比較厲害的人物。

費米子的作用和基本性質(zhì)

2004年國際知名聯(lián)合研究小組發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)的第六種形態(tài)，也就是費米子凝聚態(tài)。這算是給人們更好了解物質(zhì)世界提供了新思路，也有比較重要的意義，即將成為相當(dāng)重要的科技成果。

每個費米子都是單獨存在的，不可能擁有相同的量子態(tài)，它的凝聚一直都被認(rèn)為是不可能的。但是物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個號辦法，他們將費米子轉(zhuǎn)化成為玻色子，這也為更好研究創(chuàng)造費米子凝聚態(tài)提供了條件。

費米子被延伸發(fā)展到很多方面，比如重費米子體系、費米氣體模型之類的都是新的研究方向，當(dāng)然科學(xué)是沒有止境的。

費米子凝聚態(tài)的簡介

人類生存的世界，是一個物質(zhì)的世界。然而，這個世界還有許多人們?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)”。2004年，這個聯(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“費米子凝聚態(tài)”。

量子力學(xué)認(rèn)為，粒子按其在高密度或低溫度時集體行為可以分成兩大類：一類是費米子，得名于意大利物理學(xué)家費米；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，在極低溫時表現(xiàn)得最為明顯：玻色子全部聚集在同一量子態(tài)上，費米子則與之相反，更像是“個人主義者”，各自占據(jù)著不同的量子態(tài)?！安Ｉ粣垡蛩固鼓蹜B(tài)”物質(zhì)由玻色子構(gòu)成，其行為像一個大超級原子，而“費米子凝聚態(tài)”物質(zhì)采用的是費米子。當(dāng)物質(zhì)冷卻時，費米子逐漸占據(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“費米子凝聚態(tài)”。

費米子凝聚態(tài)和波色-愛因斯坦凝聚態(tài)有什么不同

人類生存的世界，是一個物質(zhì)的世界。然而，這個世界還有許多人們?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)”。

“波色-愛因斯坦凝聚態(tài)”也叫“第五態(tài)”，大量原子的行為像單個粒子一樣，原子凝聚到同一種狀態(tài)。

“費米子凝聚態(tài)”又叫“第六態(tài)”，是指當(dāng)物質(zhì)冷卻時，費米子逐漸占據(jù)最低能態(tài)，但它們處在不同的能態(tài)上。

參考資料：

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)家克特勒首先從實驗上證實了這個新物態(tài)的存在。為此，2001年度諾貝爾物理學(xué)獎授予了這3位科學(xué)家，以表彰他們在實現(xiàn)“玻色一愛因斯坦凝聚態(tài)”研究中作出的突出責(zé)獻。

“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。“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“費米子凝聚態(tài)”

根據(jù)“費米子凝聚態(tài)”研究小組負(fù)責(zé)人德博拉·金的介紹， “費米子凝聚態(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集體行為可以分成兩大類：一類是費米子，得名于意大利物理學(xué)家費米；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，在極低溫時表現(xiàn)得最為明顯：玻色子全部聚集在同一量子態(tài)上，費米子則與之相反，更像是“個人主義者”，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，其行為像一個大超級原子，而“費米子凝聚態(tài)”物質(zhì)采用的是費米子。當(dāng)物質(zhì)冷卻時，費米子逐漸占據(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“費米子凝聚態(tài)”。

“費米子凝聚態(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個費米子能擁有相同的量子態(tài)，費米子的凝聚一直被認(rèn)為不可能實現(xiàn)。去年，物理學(xué)家找到了一個克服以上障礙的方法，他們將費米子成對轉(zhuǎn)變成玻色子。這一研究為創(chuàng)造“費米子凝聚態(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，此時鉀原子停止運動。絕對零度相當(dāng)于一273．15℃。試驗中，科學(xué)家用激光方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到費米子凝聚所要求的溫度。為此，還要把原子放到“磁杯”中進行蒸發(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“費米子凝聚態(tài)”。

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