簡介
費米凝聚(Fermionic condensate):類似於玻色-愛因斯坦凝聚態,由大量費米子占據同一量子態形成。由於泡利不相容原理,不同的費米子不能占據同一量子態,因此費米子不能像玻色子那樣直接形成玻色-愛因斯坦凝聚態。不過科學家把兩個費米子結合在一起成為具有玻色子性質的“費米子對”即庫柏對,這樣使費米子對冷凝,成為費米凝聚。
玻色–愛因斯坦凝聚
玻色–愛因斯坦凝聚(Bose–Einstein condensate)是玻色子原子在冷卻到接近絕對零度所呈現出的一種氣態的、超流性的物質狀態(物態)。1995年,麻省理工學院的沃夫岡·凱特利與科羅拉多大學鮑爾德分校的埃里克·康奈爾和卡爾·威曼使用氣態的銣原子在170 nK(1.7×10 K)的低溫下首次獲得了玻色-愛因斯坦凝聚。在這種狀態下,幾乎全部原子都聚集到能量最低的量子態,形成一個巨觀的量子狀態。
泡利不相容原理
在量子力學裡, 泡利不相容原理( Pauli exclusion principle)表明,兩個全同的費米子不能處於相同的量子態。這原理是由沃爾夫岡·泡利於1925年通過分析實驗結果得到的結論。例如,由於電子是費米子,在一個原子裡,每個電子都擁有獨特的一組量子數{\displaystyle n,\ell ,m_{\ell },m_{s}},兩個電子各自擁有的一組量子數不能完全相同,假若它們的主量子數{\displaystyle n},角量子數{\displaystyle \ell },磁量子數{\displaystyle m_{\ell }}分別相同,則自旋磁量子數{\displaystyle m_{s}}必定不同,它們必定擁有相反的自旋磁量子數。換句話說,處於同一原子軌域的兩個電子必定擁有相反的自旋方向。泡利不相容原理簡稱為 泡利原理或 不相容原理。
全同粒子是不可區分的粒子,按照自旋分為費米子、玻色子兩種。費米子的自旋為半整數,它的波函式對於粒子交換具有反對稱性,因此它遵守泡利不相容原理,必須用費米–狄拉克統計來描述它的統計行為。費米子包括像夸克、電子、中微子等等基本粒子。
玻色子的自旋為整數,它的波函式對於粒子交換具有對稱性,因此它不遵守泡利不相容原理,它的統計行為只符合玻色-愛因斯坦統計。任意數量的全同玻色子都可以處於同樣量子態。例如,雷射產生的光子、玻色-愛因斯坦凝聚等等。
參見
•相態
•相態列表
•手征對稱性
•手征對稱性破缺