【未来科学】没有什么不可以，浑身是宝的凝聚态

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精华笔记 

凝聚态可以说是目前物理学中最蓬勃发展的领域，为什么凝聚态如此重要呢？

一、超流体和超导体

1. 凝聚态简单来说就是凝聚在一块的物态。固体在特殊条件下，比如高温、低温、高压、强磁场，会展现出很多奇特的性质；

2. 在温度很低的情况下，电子会通过交换声子形成库珀对，从而变成玻色子。玻色子在经历玻色-爱因斯坦凝聚之后可以变成超流体，带电的超流体就是超导体；

库珀对

3. 凝聚态中可变的参数很多，会使整个物理系统变得非常杂乱。到现在我们也没搞懂所有的超导机理，所以有很多科研工作可以做；

二、量子霍尔效应

4. 1879 年，美国物理学家Edwin Hall发现了霍尔效应。最初的霍尔效应很简单，将一块方形金属板两端通上电，金属板中就会有电流流过；

5. 再在垂直于金属板的方向上加一个磁场，稳定之后就会在金属板垂直于电流的方向产生一个电压。横向的霍尔电压除以纵向的电流，就是霍尔电阻；

霍尔效应原理

6. 在温度极低的环境下，把霍尔效应的磁场加到极强的等级，就会出现量子霍尔效应，这时系统的霍尔电阻随磁场呈现出阶梯状的变化规律，并且跟材料的形状关系不大；

霍尔电阻的阶梯状变化

7. 在分数量子霍尔效应中，量子系统可以被激发出不同于玻色子和费米子的等效粒子。也就是通过凝聚态，我们可以人工创造出大自然里原本不存在的现象；

三、未来的凝聚态

8. 除了超导和量子霍尔效应之外，凝聚态中还可以诞生很多新奇的事物，比如分数统计和时间晶体。一般晶体是在空间上按规律排列，而时间晶体是在时间上规律排列，就好像材料在“呼吸”一样；

9. 凝聚态系统还可以用来类比和模拟其它系统，跨界解决一些其它领域的问题。2019年，一位加州理工学院的物理学家就用凝聚态模拟出了黑洞的方程。