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

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

1、氣態物質

氣體是指無形狀有體積的可壓縮和膨脹的流體。氣體是物質的一個態。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。

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

2、液態物質

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。當液體冷卻時，則會發生相反的效應而使體積收縮。

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、固態物質

固態物質具有固定的形狀，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，若是溫度繼續升高則會變成氣體。

4、等離子態物質

將氣體加熱，當其原子達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，但數量相等，這種狀態稱做等離子態。

5、凝聚態物質

玻色-愛因斯坦凝聚（BEC）是科學巨匠愛因斯坦在70年前預言的一種新物態。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的原子突然“凝聚”到同一狀態（一般是基態）。即處于不同狀態的原子“凝聚”到了同一種狀態。

6、費米子凝聚態

根據“費米子凝聚態”研究小組負責人德博拉·金的介紹，“費米子凝聚態”與“玻色-愛因斯坦凝聚態”都是物質在量子狀態下的形態，但處于“費米子凝聚態”的物質不是超導體。

“費米子凝聚態”物質采用的是費米子。當物質冷卻時，費米子逐漸占據最低能態，但它們處在不同的能態上，就像人群涌向一段狹窄的樓梯，這種狀態稱作“費米子凝聚態”。

物質的守恒定律

1．早期的“質量守恒定律”（質能關系之前）

在化學反應中，參加反應前各物質的質量總和等于反應后生成各物質的質量總和。這個規律就叫做質量守恒定律。

在任何與周圍隔絕的體系中，不論發生何種變化或過程，其總質量始終保持不變。或者說，任何變化包括化學反應和核反應都不能消除物質，只是改變了物質的原有形態或結構，所以該定律又稱物質不滅定律。

2．“能量守恒定律”

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

3．愛因斯坦的“質能關系”

質能關系將物理學中原來不相干的質量守恒和能量守恒統一起來。在通常的反應中，系統釋放出能量，系統內部的質量減小，減小的量是微乎其微的，與其靜質量相比小得無法觀測。

但在核反應中，這一減小量則明顯地表現出來。在裂變反應和聚變反應中，系統的靜質量可觀地改變，反應釋放巨大能量。質能關系是核能釋放的理論基礎。

4．“信息守恒”

[img]物質的凝聚態形式有哪幾種

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

這也是物理學上物質的六種存在形態，固態、氣態和液態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形態：

（1）等離子態：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，整體呈現出電中性，這種氣體狀態被稱為等離子體態。

（2）玻色-愛因斯坦凝聚態：大量原來不同狀態的原子突然凝聚到同一狀態，但卻表現出單個粒子的行為，這種狀態稱為玻色-愛因斯坦凝聚態，要達到該狀態，一方面需要物質達到極低的溫度，另一方面還要求原子體系處于氣態。

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

費米子是什么？費米子的作用和基本性質

在一組用相同粒子組成的體系當中，假如這個體系中的一個量子態中只能容納一個粒子，這個粒子就是費米子，在1937年的時候由物理學家恩利克·費米首次提出，2004年國際知名聯合研究小組發現了物質的第六種形態，也就是費米子凝聚態，費米子還可以轉化成為玻色子，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中，假如這個體系中的一個量子態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在相同的量子態中的。

在1937年的時候，量子力學突然興起，而有一位著名的物理學家提出了這個特別粒子的概念，后來經過漫長的研究，最終確認費米子確實是存在的，這對于量子力學來說是比較偉大的發現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家，同時也曾經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，這也是現代所有物理學家中比較厲害的人物。

費米子的作用和基本性質

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

每個費米子都是單獨存在的，不可能擁有相同的量子態，它的凝聚一直都被認為是不可能的。但是物理學家發現了一個號辦法，他們將費米子轉化成為玻色子，這也為更好研究創造費米子凝聚態提供了條件。

費米子被延伸發展到很多方面，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，當然科學是沒有止境的。

費米子凝聚態的簡介

人類生存的世界，是一個物質的世界。然而，這個世界還有許多人們肉眼看不到的物質。過去，人們只知道物質有三態，即氣態、液態和固態。20世紀中期，科學家確認物質第四態，即“等離子體態”。1995年，美國標準技術研究院和美國科羅拉多大學的科學家組成的聯合研究小組，首次創造出物質的第五態，即“玻色一愛因斯坦凝聚態”。2004年，這個聯合研究小組又宣布，他們創造出物質的第六種形態，即“費米子凝聚態”。

量子力學認為，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家費米；另一類是玻色子，得名于印度物理學家玻色。這兩類粒子特性的區別，在極低溫時表現得最為明顯：玻色子全部聚集在同一量子態上，費米子則與之相反，更像是“個人主義者”，各自占據著不同的量子態。“玻色一愛因斯坦凝聚態”物質由玻色子構成，其行為像一個大超級原子，而“費米子凝聚態”物質采用的是費米子。當物質冷卻時，費米子逐漸占據最低能態，但它們處在不同的能態上，就像人群涌向一段狹窄的樓梯，這種狀態稱作“費米子凝聚態”。

費米子凝聚態和波色-愛因斯坦凝聚態有什么不同

人類生存的世界，是一個物質的世界。然而，這個世界還有許多人們肉眼看不到的物質。過去，人們只知道物質有三態，即氣態、液態和固態。20世紀中期，科學家確認物質第四態，即“等離子體態”。

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

“費米子凝聚態”又叫“第六態”，是指當物質冷卻時，費米子逐漸占據最低能態，但它們處在不同的能態上。

參考資料：

所謂“玻色一愛因斯坦凝聚態”，是科學巨匠愛因斯坦在70 年前預言的一種新物態。為了揭示這個有趣的物理現象，世界科學家為此付出了幾十年的努力。 1995年，美國科學家維曼、康奈爾和德國科學家克特勒首先從實驗上證實了這個新物態的存在。為此，2001年度諾貝爾物理學獎授予了這3位科學家，以表彰他們在實現“玻色一愛因斯坦凝聚態”研究中作出的突出責獻。

“玻色一愛因斯坦凝聚態” 是物質的一種奇特的狀態，處于這種狀態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的原子突然“凝聚” 到同一狀態，要達到該狀態，一方面需要物質達到極低的溫度，另一方面還要求原子體系處于氣態。華裔物理學家朱棣文，曾因研究出激光冷卻和磁阱技術這一有效的制冷方法，而與另兩位科學家分享了1997年的諾貝爾物理學獎。“玻色一愛因斯坦凝聚態”所具有的奇特性質，不僅對基礎研究有重要意義，在芯片技術、精密測量和納米技術等領域，也都有很好的應用前景。

何為“費米子凝聚態”

根據“費米子凝聚態”研究小組負責人德博拉·金的介紹， “費米子凝聚態”與“玻色一愛因斯坦凝聚態”都是物質在量子狀態下的形態，但處于“費米子凝聚態”的物質不是超導體。

量子力學認為，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家費米；另一類是玻色子，得名于印度物理學家玻色。這兩類粒子特性的區別，在極低溫時表現得最為明顯：玻色子全部聚集在同一量子態上，費米子則與之相反，更像是“個人主義者”，各自占據著不同的量子態。“玻色一愛因斯坦凝聚態”物質由玻色子構成，其行為像一個大超級原子，而“費米子凝聚態”物質采用的是費米子。當物質冷卻時，費米子逐漸占據最低能態，但它們處在不同的能態上，就像人群涌向一段狹窄的樓梯，這種狀態稱作“費米子凝聚態”。

“費米子凝聚態”是如何創造出來的？

科學家們在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”。由于沒有任何2個費米子能擁有相同的量子態，費米子的凝聚一直被認為不可能實現。去年，物理學家找到了一個克服以上障礙的方法，他們將費米子成對轉變成玻色子。這一研究為創造“費米子凝聚態”鋪平了道路。

德博拉·金領導的聯合研究小組，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。絕對零度相當于一273．15℃。試驗中，科學家用激光方法遠遠達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，成功地創造出“費米子凝聚態”。

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