[科普中国]-费米凝聚

费米凝聚（Fermionic condensate）：类似于玻色-爱因斯坦凝聚态，由大量费米子占据同一量子态形成。由于泡利不相容原理，不同的费米子不能占据同一量子态，因此费米子不能像玻色子那样直接形成玻色-爱因斯坦凝聚态。不过科学家把两个费米子结合在一起成为具有玻色子性质的“费米子对”即库柏对，这样使费米子对冷凝，成为费米凝聚。

简介费米凝聚（Fermionic condensate）：类似于玻色-爱因斯坦凝聚态，由大量费米子占据同一量子态形成。由于泡利不相容原理，不同的费米子不能占据同一量子态，因此费米子不能像玻色子那样直接形成玻色-爱因斯坦凝聚态。不过科学家把两个费米子结合在一起成为具有玻色子性质的“费米子对”即库柏对，这样使费米子对冷凝，成为费米凝聚。1

玻色–爱因斯坦凝聚玻色–爱因斯坦凝聚（Bose–Einstein condensate）是玻色子原子在冷却到接近绝对零度所呈现出的一种气态的、超流性的物质状态（物态）。1995年，麻省理工学院的沃夫冈·凯特利与科罗拉多大学鲍尔德分校的埃里克·康奈尔和卡尔·威曼使用气态的铷原子在170 nK（1.7×10-7K）的低温下首次获得了玻色-爱因斯坦凝聚。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。1

泡利不相容原理在量子力学里，泡利不相容原理（Pauli exclusion principle）表明，两个全同的费米子不能处于相同的量子态。这原理是由沃尔夫冈·泡利于1925年通过分析实验结果得到的结论。例如，由于电子是费米子，在一个原子里，每个电子都拥有独特的一组量子数{\displaystyle n,\ell ,m_{\ell },m_{s}}，两个电子各自拥有的一组量子数不能完全相同，假若它们的主量子数{\displaystyle n}，角量子数{\displaystyle \ell }，磁量子数{\displaystyle m_{\ell }}分别相同，则自旋磁量子数{\displaystyle m_{s}}必定不同，它们必定拥有相反的自旋磁量子数。换句话说，处于同一原子轨域的两个电子必定拥有相反的自旋方向。泡利不相容原理简称为泡利原理或不相容原理。

全同粒子是不可区分的粒子，按照自旋分为费米子、玻色子两种。费米子的自旋为半整数，它的波函数对于粒子交换具有反对称性，因此它遵守泡利不相容原理，必须用费米–狄拉克统计来描述它的统计行为。费米子包括像夸克、电子、中微子等等基本粒子。

玻色子的自旋为整数，它的波函数对于粒子交换具有对称性，因此它不遵守泡利不相容原理，它的统计行为只符合玻色-爱因斯坦统计。任意数量的全同玻色子都可以处于同样量子态。例如，激光产生的光子、玻色-爱因斯坦凝聚等等。1

参见相态

相态列表

手征对称性

手征对称性破缺

本词条内容贡献者为:

程鹏 - 副教授 - 西南大学