超冷原子现象

其中设：
，则有： 平均能量与 并没有关系
量子化统计分布
全同粒子统计
对于全同粒子，由于其互相间的不可区分性，有 理由令：
显然其有两组不同的解：
其中交换反对称的一组解，为自旋半奇数的费米子 服从的对称性。 而自旋为整数的波色子服从交换对称的解
全同粒子统计
构造最简单的对称与反对称的双粒子系统波函数表达式:

1210243 王子祺 物理科学学院 伯苓班
冷原子
超冷原子物理是原子物理学的一个分支，主要利用激光制 冷技术使原子处于极低的温度来研究、应用和控制原子的 技术。
BES-波色爱因斯坦凝聚态
高温原子体系 低温原子体系
完全BES原子体系 T=0
超低温原子体系
经典统计理论
波尔兹曼分布：
由此求经典体系的平均能量：
其中因为作用程的关系，忽略掉了自旋与轨道的相互作用， 即可视为在原子内部所有粒子的自旋耦合，轨道耦合后再参 与作用。又知道核子与电子的自旋都是1/2。所以随意找偶数 个核子电子总和的粒子均可实现低温气态的BES凝聚
BES的实现


20世纪90年代以年来,由于大家所熟知的三位物 理学家（Chu（朱棣文）, Cohen, Phillips)的杰 出工作，激光冷却与囚禁中性原子技术得到了 极大发展，为玻色-爱因斯坦凝聚奇迹的实现提 供了条件。 1995年实验观察气相原子的玻色-爱因斯坦凝聚 的愿望终于实现了!第一批实现BEC的几个研究 小组分别来自美国科罗拉多大学实验天体物理 联合研究所(JILA) 、美国莱斯大学（Bradley小 组）、麻省理工学院(MIT)（Davis等人）这三 个实验宣告了实验观察玻色-爱因斯坦凝聚的实 现,在物理界引起了强烈反响,是玻色-爱因斯坦 凝聚研究历史上的一个重要里程碑。
将该波函数表达式推广至n个全同粒子：
全同粒子统计
在处于平衡的体系中考虑两个能级i与j,上面分别有ni及nj个 粒子。令Ri->j代表从i到j的跃迁几率。
经典理Leabharlann Baidu：
波色子：
费米子：
全同粒子统计
超低温时统计规律
BES凝聚实现
对于低温气态（平均距离大于自由程）的多分子体系，若 采用理想气体模型其哈密顿量可写作：
超冷原子意义
对于波色子：实现了宏观量子态，让整个 原子气体表现的如同一个原子。并由此带 来新奇的现象，比如超流，低温超导。 对于费米子：解释了金属中导电机制，并 给出了费米能的测量。可以模拟天文中中 子星的费米简并压力。 对制冷技术是一个极大的刺激，促使制冷 技术飞速发展，实现激光制冷，磁井制冷 等等技术突破。