超冷原子 超冷原子是将原子保持在一个极低温的状态接近绝对零度K一般来说其典型温度在百纳开左右在这样的低温状态下原子的量子力学性质变得十分重要要到达如此低的温度则需要好几种技术的配合使用首先将原子囚禁于磁光阱中并用激光冷却预冷一般也需要再利用蒸发制冷以达到更低的温度最近麻省理工学院也有通过激光冷却直接达到量子简并物态英语Degenerate matter的研究成果报导 当原子被降到足够低的温度时他们将会处于一种新的量子物态对于玻色型原子气会产生玻色爱因斯坦凝聚对于费米型原子气则形成简并费米气由于原子间存在相互作用实际上绝大多数原子在低温下的基态是形成固体除了He和He由于较大的零点能常压下始终为液体因此这类原子气实际上处于亚稳态但是当原子气足够稀薄碰撞概率足够小这种亚稳态可以比较长时间的存在无论是费米子还是玻色子如果原子间相互为吸引作用上述原子气所描述的状态将会失稳而塌缩对于费米型气体某种原子间的吸引作用可能形成类似超导当中的库伯Cooper对而形成新的基态 实验上冷原子被用于研究玻色爱因斯坦凝聚BEC超流量子磁性多体系统BCS机制BCSBEC连续过渡等对理解量子相变有重要意义冷原子也被用于研究人工合成规范场使得人们可以在实验室中模拟规范场从而在凝聚态体系中辅助验证粒子物理的理论而不需要巨大的加速器冷原子可以被精确的操控可以用于研究量子信息学冷原子系统是实现量子计算的众多方案中非常有前景的之一