科學家實驗中發現第六種物質形態

資料來源:大紀元新聞

2004年2月20日


圖﹕左為玻色子構成玻色-愛因斯坦凝聚態﹐
右為費米子構成費米子凝聚態。(NASA)

【大紀元2月20日訊】(大紀元記者方洪綜合編譯報導) 

教科書告訴我們物質有三態﹕即氣態、液態和固態。這其實最多只

對了一半。日前,一組美國科學家稱,他們創造出物質的第六種形

態——費米子凝聚態(fermioniccondensate)。

出了我們熟知的三種物質態外,第四種被確認的物質態叫做等離子

體態。太陽就是等離子體態的物質。這種物質同氣體很類似,只是

完整的氣體原子被拆成了電子和離子。實際上是氣體達到一定的電

離度之後處於導電狀態。電離氣體內正負電荷數相等,這種氣體狀

態被稱為等離子體態。

物質的第五態是在實驗室產生的。1995年,美國標准技術研究院和

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—愛因斯坦凝聚態」。為此,2001年度諾貝爾

物理學獎授予了負責這項研究的三位科學家。這種新物態是愛因斯

坦在70年前就預言了存在的。

今年1月29日又是這個聯合研究小組宣佈,他們創造出物質的第六

種形態———費米子凝聚態(fermioniccondensate)。

據稱這一結果有助於下一代超導體的誕生,科學家們相信下一代超

導體技術可在電能輸送、超導磁懸浮列車、超導計算機、地球物理

勘探、生物磁學、高能物理研究等眾多領域。

費米子凝聚態與玻色—愛因斯坦凝聚態有相關性,它們都是原子在

低溫下聚合而形成單一的物質。構成玻色—愛因斯坦凝聚態叫玻色

子﹔構成費米子凝聚態的原子叫費米子。是凡電子、質子及中子的

總和為偶數的原子都是玻色子,例如鈉原子。這類粒子可以凝聚成

玻色—愛因斯坦凝聚態,這類凝聚態中粒子是「社會性」的。相反

,費米子有「反社會性」,包利不相容原理使它們不能以相同的量

子態凝聚在一起。任何電子、質子及中子的總和為奇數的原子,例

如鉀原子,都屬於費米子。

新的物質態有著完全不同的物理屬性,NIST的科學家Deborah Jin

說,每當我們發現一種新的物質,我們需要一段時間才能瞭解它。

大千世界,還有多少不同形態的物質,它們能構成何其繁雜的物質

存在形式,更多的未知數仍然留在人們面前。(