玻色-爱因斯坦凝聚态的对象只能是气体吗?

驱动耦合场. 在较短的时间内,原子数密度随时间近似作周期性振荡,其振荡的周期随驱动耦合场强度、不同分量原子间作用强度的增大而减小,振荡的周期随随自耦合强度的增大而增大.

“光子束之间能无障碍通过”的认识是错误的!光子之间是能够通过交换虚的带电的正负费米子对（主要就是正负电子）而相互作用的,这没有经典对应,经典物理确实认为光子之间是无相互作用的,但更正确的量子电动力学认为光子之间也有很微弱的相互作用.
那个凝聚态是针对无相互作用的玻色子而言的,不少原子确实可因其内部电子成对、核子成对而等效于一个玻色子,但原子之间有微弱的相互作用（电磁力的残余——范德华力）,它不是严格意义上的无相互作用的玻色子,所以,相遇时不会完全视对方为无物.
光子是很典型的彼此之间无相互作用的玻色子,它所形成的才是严格意义上的玻-爱凝聚态.不过一般光子也不处于凝聚态……你等等,我去问问一位认识的北大高材生,看他怎么说.
下面是我与那位北大物理系同学的讨论（有不少问题我觉得还没解决……你看看你还有什么要问的吗?）
问：
1）单色平面光子群就是玻-爱凝聚态吗?
2）两束处于玻-爱凝聚态的玻色子群,彼此可以相互穿越而完全不会互相影响吗?
3）一般光束的相互穿越与2）问中的情形有何异同?
答：
1）不是.光子没有玻-爱凝聚的状态,因为化学势恒为0.
2）我想应该不会,即使相互作用非常微弱,统计上带来的等效的相互作用应该无法消除.
3）既然1）的答案为否,一般光子群自然不满足2）的条件.不过光子之间是会发生散射的,所以也不是完全没有互相影响,但是其领头阶就是单圈形式的,其S矩阵元的领头项与（1/137）的平方成正比.
问：
1）光子的化学势恒为0,这是为什么?是因为不同频率的光子之间不会自发地相互转变?
2）不大理解,你说“统计上带来的等效的相互作用应该无法消除”是说这种相互作用可以使得凝聚态中的粒子保持“队形”而不被另一束凝聚态中的粒子干扰?那若这两束的电磁相互作用足够大呢?
3）光子之间没有相互作用力,之所以还能相互散射,完全是由于统计性的原因吗?但1/137,看来这种相互作用又是电磁性的?
答：
1）dU=TdS-pdV+udN,光子数可以不守恒那么化学势一定是0.
2）这句的意思理解反了.我是说即使电磁相互作用很小两束粒子应该依然可以互相干扰.
3）光子之间发生的是电磁相互作用,所交换的可看成正反费米子对.
问：
光子数不守恒具体来说是什么意思?哪种粒子的数目是守恒的呢?不都可以以正负粒子的形式从能量中诞生吗?
答：
对于有质量粒子,kTkT,是否也可B-E凝聚?
3）光子之间的散射概率与光的频率有关吗?
答：
1）是.
2）不可以.凝聚是化学势随温度上升到0而无法继续升高,从而使得宏观数目的粒子集中在基态上的现象.比较mcc与kT是为说明为什么其他粒子的化学势可以不为0,而不是说凝聚的问题.凝聚是极低温度的粒子集中在基态的现象,高能粒子就更不容易发生凝聚了.
3）有关.具体可计算一下领头阶六个图的和,虽然说不发散,但是运算量比较大,所以我还没计算过具体的矩阵元.
问：
这样说是否可以?——两束处于玻-爱凝聚态的玻色子群,在各自的惯性系里,各自群中的各个粒子的动量都趋于0；当它们彼此相互穿越时,由于这两个群中的所有粒子有这样的趋势——在两群共同的惯性系里各个粒子的动量都趋于0,这样,两群中粒子本有不同的动量,现在却趋于一致,因此,相互穿越时,两者必然要相互影响.
答：
我是这么想的.

1924年 德布罗意提出微观粒子具有波粒二象性的假设,称为德布罗意波,又称物质波,玻色考虑到微观粒子运动状态的量子化,并考虑了微观粒子的“全同性”,发表光子所服从的统计规律,后经爱因斯坦补充,建立了玻色——爱因斯坦统计.
实际上每个光子都是一样的,没有什么处在波峰的光子和处在波谷的光子,光波其实是个几率波,是大量光子所服从的统计规律.

玻爱凝态改变的是玻色子的附加速度,而光子的速度是光本身的属性,属于固有速度.那么什么才有附加速度呢?但凡是具有静质量的物体都可具有附加速度,即其固有速度为0.你可以把激光理解成光子的玻爱凝态,因为激光光子完全都是一致的.
虽然我不是学物理的,但是既然有学物理的提出这个和静质量无关,那我就说点“门外汉”的看法.光子系统的总粒子数不固定是怎么产生的?难道不是光因为没有实体来约束它造成的?

晶格振动是个格波,但是其坐标和动量(具体来说,是一种场坐标和场动量)可以对易.这是一种近似,为了遵从量子力学,必须进行量子化,使其坐标动量算符满足[x,p]=ihbar,量子化的结果是得到一个谐振子的哈密顿量,能量是量子化的,所以声子可以认为是格波振动的本征态,是一个场的量子化态（相对于粒子的量子化态）,是实物,但不是粒子,所以叫准粒子,因为他有能量,动量,自旋（对应于横模和纵模）.从统计来说,在量子化过程当中由于为了满足[x,p]=ihbar的对易关系,体系的产生,湮灭算符[a,a+]=1,从二次量子化的理论中我们可以知道是一个玻色子算符,所以这个场量子化态可以遵从波色爱因斯坦统计.玻色子即使低能下粒子数也不守恒,如光子（光子和声子如出一辙）,所以化学式为0,这个结论可以从统计力学中得出,不过推导是记不得了.一般固体物理都是在4大理学结束之后教的,所以默认这些知识都知道,所以讲得比较简略.

D

物质“第六态”的发现再次证明了世界是客观存在的物质世界。A说法错误，物质世界是客观的，不以人的意识为转移；人的认识能力随实践的发展而提高，B C错误。

举个例子就知道啦...排列组合的小把戏丫~

是热力学统计学的吗?应该是问你三种分布怎么划分的（最可几分布包括玻尔兹曼分布,玻色分布,费米分布）
大三学的,不知道具体该怎么回答.

能均分定理成立的一个前提是体系满足玻尔兹曼统计,也就是说,在不考虑量子效应影响的情况下,能均分定理是成立的.但是,玻色分布和费米分布都考虑了量子效应,所以严格来说是无法推导出能均分定理的.
但是,有一种情形例外——经典极限.当玻色分布或费米分布满足经典极限条件exp(α)>>1时,这两种分布实际都过渡为玻尔兹曼分布,这时,也是满足能均分定理的.

将气体加热,当其原子达到几千甚至上万摄氏度时,电子就会被原子"甩"掉,原子变成只带正电荷的离子.此时,电子和离子带的电荷相反,但数量相等,这种状态称做等离子态.
Bose-Einstein condensation (BEC) 玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)是科学巨匠爱因斯坦在80年前预言的一种新物态.这里的“凝聚” 与日常生活中的凝聚不同,它表示原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态(一般是基态).即处于不同状态的原子“凝聚”到了同一种状态.

物质的10种物态

在自然界中,我们看到物质以各种各样的形态存在着：花虫鸟兽、山河湖海、不同肤色的人种、各种美丽的建筑……大到星球宇宙,小到分子、原子、电子等极微小的粒子,真是千姿百态斗奇争艳.大自然自身的发展,造就了物质世界这种绚丽多彩的宏伟场面.物质具体的存在形态有多少,这的确是难以说清的.但是,经过物理学的研究,千姿百态的物质都可以初步归纳为两种基本的存在形态：“实物”和“场”.
“实物”具有的共同特点是：质量集中在某一空间,一般有比较确定的界面（气体的界面虽然模糊,但它又是由一个个实物粒子构成）.本文开头所举的各例都属于实物.
“场”则是看不见摸不着的物质,它可以充满全部空间,它具有“可入性”.例如大家熟知的电磁波,它可以将电台天线发射的信号通过空间传送到千家万户的收音机或电视机.可以概括地说,“场”是实物之间进行相互作用的物质形态.
什么是“物态”呢?日常所知的固态、液态和气态就是三种“物态”.为什么要有“物态”的概念?因为实物的具体形态太多了,将它们归纳一下能否分成较少的几类?这就产生了“物态”的概念.“物态”是按属性划分的实物存在的基本形态,它都表现为大量微小物质粒子作为一个大的整体而存在的集合状态.以往人们只知道有固态、液态和气态三种物态,随着科学的发展,在大自然中又发现了多种“物态”.入类迄今知道的“物态”已达10余种之多.
日常生活中最常见的物质形态是固态、液态和气态,从构成来说这类状态都是由分子或原子的集合形式决定的.由于分子或原子在这三种物态中运动状况不同,而使我们看到了不同的特征.
1.固态
严格地说,物理上的固态应当指“结晶态”,也就是各种各样晶体所具有的状态.最常见的晶体是食盐（化学成份是氯化钠,化学符号是NaCl）.你拿一粒食盐观察（最好是粗制盐）,可以看到它由许多立方形晶体构成.如果你到地质博物馆还可以看到许多颜色、形状各异的规则晶体,十分漂亮.物质在固态时的突出特征是有一定的体积和几何形状,在不同方向上物理性质可以不同（称为“各向异性”）；有一定的熔点,就是熔化时温度不变.
在固体中,分子或原子有规则地周期性排列着,就像我们全体做操时,人与人之间都等距离地排列一样.每个人在一定位置上运动,就像每个分子或原子在各自固定的位置上作振动一样.我们将晶体的这种结构称为“空间点阵”结构.
2．液态
液体有流动性,把它放在什么形状的容器中它就有什么形状.此外与固体不同,液体还有“各向同性”特点（不同方向上物理性质相同）,这是因为,物体由固态变成液态的时候,由于温度的升高使得分子或原子运动剧烈,而不可能再 保持原来的固定位置,于是就产生了流动.但这时分子或原子间的吸引力还比较大,使它们不会分散远离,于是液体仍有一定的体积.实际上,在液体内部许多小的区域仍存在类似晶体的结构——“类晶区”.流动性是“类晶区”彼此间可以移动形成的.我们打个比喻,在柏油路上送行的“车流”,每辆汽车内的人是有固定位置的一个“类晶区”,而车与车之间可以相对运动,这就造成了车队整体的流动.
3．气态
液体加热会变成气态.这时分子或原子运动更剧烈,“类晶区”也不存在了.由于分子或原子间的距离增大,它们之间的引力可以忽略,因此气态时主要表现为分子或原子各自的无规则运动,这导致了我们所知的气体特性：有流动性,没有固定的形状和体积,能自动地充满任何容器；容易压缩；物理性质“各向同性”.
显然,液态是处于固态和气态之间的形态.
4．非晶态——特殊的固态
普通玻璃是固体吗?你一定会说,当然是固体.其实,它不是处于固态（结晶态）.对这一点,你一定会奇怪.
这是因为玻璃与晶体有不同的性质和内部结构.
你可以做一个实验,将玻璃放在火中加热,随温度逐渐升高,它先变软,然后逐步地熔化.也就是说玻璃没有一个固定的熔点.此外,它的物理性质也“各向同性”.这些都与晶体不同.
经过研究,玻璃内部结构没有“空间点阵”特点,而与液态的结构类似.只不过“类晶区”彼此不能移动,造成玻璃没有流动性.我们将这种状态称为“非晶态”.
严格地说,“非晶态固体”不属于固体,因为固体专指晶体；它可以看作一种极粘稠的液体.因此,“非晶态”可以作为另一种物态提出来.
除普通玻璃外,“非晶态”固体还很多,常见的有橡胶、石蜡、天然树脂、沥青和高分子塑料等.
5．液晶态——结晶态和液态之间的一种形态
“液晶”现在对我们已不陌生,它在电子表、计算器、手机、传呼机、微型电脑和电视机等的文字和图形显示上得到了广泛的应用.
“液晶”这种材料属于有机化合物,迄今人工合成的液晶已达5000多种.
这种材料在一定温度范围内可以处于“液晶态”,就是既具有液体的流动性,又具有晶体在光学性质上的“各向异性”.它对外界因素（如热、电、光、压力等）的微小变化很敏感.我们正是利用这些特性,使它在许多方面得到应用.
上述几种“物态”,在日常条件下我们都可以观察到.但是随着物理学实验技术的进步,在超高温、超低温、超高压等条件下,又发现了一些新“物态”.
6．超高温下的等离子态
这是气体在约几百万度的极高温或在其它粒子强烈碰撞下所呈现出的物态,这时,电子从原子中游离出来而成为自由电子.等离子体就是一种被高度电离的气体,但是它又处于与“气态”不同的“物态”——“等离子态”.
太阳及其它许多恒星是极炽热的星球,它们就是等离子体.宇宙内大部分物质都是等离子体.地球上也有等离子体：高空的电离层、闪电、极光等等.日光灯、水银灯里的电离气体则是人造的等离子体.
7．超高压下的超固态
在140万大气压下,物质的原子就可能被“压碎”.电子全部被“挤出”原子,形成电子气体,裸露的原子核紧密地排列,物质密度极大,这就是超固态.一块乒乓球大小的超固态物质,其质量至少在1000吨以上.
已有充分的根据说明,质量较小的恒星发展到后期阶段的白矮星就处于这种超固态.它的平均密度是水的几万到一亿倍.
8．超高压下的中子态
在更高的温度和压力下,原子核也能被“压碎”.我们知道,原子核由中子和质子组成,在更高的温度和压力下质子吸收电子转化为中子,物质呈现出中子紧密排列的状态,称为“中子态”.
已经确认,中等质量（1.44～2倍太阳质量）的恒星发展到后期阶段的“中子星”,是一种密度比白矮星还大的星球,它的物态就是“中子态”.
更大质量恒星的后期,理论预言它们将演化为比中子星密度更大的“黑洞”,目前还没有直接的观测证实它的存在.至于 “黑洞”中的超高压作用下物质又呈现什么物态,目前一无所知,有待于今后的观测和研究.
物质在高温、高压下出现了反常的物态,那么在低温、超低温下物质会不会也出现一些特殊的形态呢?下面讲到的两种物态就是这类情况.
9．超导态
超导态是一些物质在超低温下出现的特殊物态.最先发现超导现象的,是荷兰物理学家卡麦林·昂纳斯（1853～1926年）.1911年夏天,他用水银做实验,发现温度降到4.173K的时候（约-269℃）,水银开始失去电阻.接着他又发现许多材料都又有这种特性：在一定的临界温度（低温）下失去电阻（请阅读“低温和超导研究的进展”专题）.卡麦林·昂纳斯把某些物质在低温条件下表现出电阻等于零的现象称为“超导”.超导体所处的物态就是“超导态”,超导态在高效率输电、磁悬浮高速列车、高精度探测仪器等方面将会给人类带来极大的益处.
超导态的发现,尤其是它奇特的性质,引起全世界的关注,人们纷纷投入了极大的力量研究超导,至今它仍是十分热门的科研课题.目前发现的超导材料主要是一些金属、合金和化合物,已不下几千种,它们各自对应有不同的“临界温度”,目前最高的“临界温度”已达到130K（约零下143摄氏度）,各国科学家正在拼命努力向室温（300K或27℃）的临界温度冲刺.
超导态物质的结构如何?目前理论研究还不成熟,有待继续探索.
10．超流态
超流态是一种非常奇特的物理状态,目前所知,这种状态只发生在超低温下的个别物质上.
1937年,前苏联物理学家彼得·列奥尼多维奇·卡皮察（1894～1984年）惊奇地发现,当液态氦的温度降到2.17K的时候,它就由原来液体的一般流动性突然变化为“超流动性”：它可以无任何阻碍地通过连气体都无法通过的极微小的孔或狭缝（线度约10万分之一厘米）,还可以沿着杯壁“爬”出杯口外.我们将具有超流动性的物态称为“超流态”.但是目前只发现低于2.17K的液态氦有这种物态.超流态下的物质结构,理论也在探索之中.
上面介绍的只是迄今发现的10 种物态,有文献归纳说还存在着更多种类的物态,例如：超离子态、辐射场态、量子场态,限于篇幅,这里就不一一列举了.我们相信,随着科学的发展,我们一定会认识更多的物态,解开更多的谜,并利用它们奇特的性质造福于人类.