Bose -Einstein冷凝物

示意性玻色 - 因斯坦凝結與能量圖的溫度

在冷凝物理物理學中，玻色 - 因斯坦冷凝物（ BEC ）是一種物質狀態，通常在非常低的密度下的玻色子氣體冷卻至非常接近絕對零的溫度（-273.15°C或- 459.67°F）時會形成。）。在這種情況下，很大一部分玻色子佔據了最低的量子狀態，在這種情況下，微觀量子機械現象，尤其是波函數干擾，在宏觀上顯而易見。更普遍地，凝結是指一個或幾個狀態的宏觀佔用的出現：例如，在BCS理論中，超導體是庫珀對的凝結物。因此，凝結可以與相變相關，並且狀態的宏觀職業是順序參數。

艾爾伯特·愛因斯坦（ Albert Einstein）通常在1924 - 1925年首次預測了Bose -Einstein凝結物，歸功於Satyendra Nath Bose的開創性論文，該論文在現在稱為量子統計的新領域。 1995年，使用Rubidium Atoms，由Colorado Boulder大學的Eric Cornell和Carl Wieman創建了Bose -Einstein冷凝物。那年晚些時候，麻省理工學院的沃爾夫岡·凱特爾（Wolfgang Ketterle）使用鈉原子生產了BEC。 2001年，康奈爾（Cornell），維曼（Wieman）和凱特爾（Ketterle）分享了諾貝爾物理學獎， “在鹼原子的稀釋氣中實現了bose-內的凝結，以及針對冷凝物特性的早期基本研究。”

歷史

Bose首先就光量子的量子統計數據（現稱為光子）發送了一篇論文，其中他得出了普朗克的量子輻射定律，而無需參考經典物理。愛因斯坦給人留下了深刻的印象，將論文本人從英語翻譯成德語，並將其提交給了Bose，並將其送給了1924年出版的ZeitschriftFürPhysik。。）隨後，愛因斯坦將Bose的思想擴展到了另外兩篇論文中。他們努力的結果是由Bose -– Einstein統計局控制的Bose氣體的概念，該統計描述了具有整數旋轉的相同顆粒的統計分佈，現在稱為玻色子。玻色子，包括光子以及氦4（4HE）等原子的顆粒，可以共享量子狀態。愛因斯坦（Einstein）提出，將骨氣原子冷卻至非常低的溫度會導致它們掉落（或“凝結”）進入最低的可及量子狀態，從而產生了一種新的物質形式。

1938年，弗里茨·倫敦（Fritz London）提出BEC作為4HE和超導性超流體的一種機制。

1976年，國家科學基金會（William Stwalley和Lewis Nosanow）在1976年發表的一篇論文刺激了一篇論文，刺激了在實驗室中生產Bose -Einstein冷凝物的尋求。這導致了四個獨立研究小組立即追求這一想法。這些由艾薩克·西爾弗（Isaac Silvera）（阿姆斯特丹大學），沃爾特·哈迪（Walter Hardy）（不列顛哥倫比亞大學），托馬斯·格雷塔克（Thomas Greytak）（馬薩諸塞州理工學院）和戴維·李（David Lee）（康奈爾大學）領導。

1995年6月5日，第一個氣態冷凝物是由埃里克·康奈爾（ Eric Cornell）和科羅拉多大學博爾德·尼斯特（Boulder Nist） - 吉拉實驗室（ Jila -Jila Lab）的卡爾·威曼（Carl Wieman）生產的，它是在rubidium原子的氣體中，冷卻至170納米克爾文（NK）。此後不久，麻省理工學院的Wolfgang Ketterle在鈉原子的氣體中產生了Bose -Einstein冷凝物。為了取得成就，康奈爾，維曼和凱特爾獲得了2001年諾貝爾物理學獎。這些早期研究建立了超電原子的領域，世界各地的數百個研究小組現在通常在其實驗室中產生稀釋原子蒸氣。

自1995年以來，已經凝結了許多其他原子種類，並且還使用分子，準粒子和光子來實現BEC。

臨界溫度

向BEC的過渡發生在臨界溫度以下，對於均勻的三維氣體，該氣體由沒有明顯的內部自由度的非相互作用顆粒組成，由以下方式給出：

T_{\rm {c}}=\left({\frac {n}{\zeta (3/2)}}\right)^{2/3}{\frac {2\pi \hbar ^{2}}{mk_{\rm {B}}}}\approx 3.3125\ {\frac {\hbar ^{2}n^{2/3}}{mk_{\rm {B}}}}

在哪裡：

$\,T_{\rm {c}}$	是臨界溫度，
$\,n$	粒子密度，
$\,m$	每個玻色子的質量，
$\hbar$	降低的普朗克常數，
$\,k_{\rm {B}}$	玻爾茲曼常數和
$\,\zeta$	Riemann Zeta功能；

相互作用轉移值，校正可以通過平均場理論計算。該公式來自使用Bose -Einstein統計數據在Bose氣體中發現氣體退化。

推導

理想的玻色氣體

對於理想的玻色氣體，我們具有狀態方程：

{\frac {1}{v}}={\frac {1}{\lambda ^{3}}}g_{3/2}(f)+{\frac {1}{V}}{\frac {f}{1-f}}

每個粒子體積，熱波長，散發性和

g_{\alpha }(f)=\sum \limits _{n=1}^{\infty }{\frac {f^{n}}{n^{\alpha }}}

值得注意的是IN單調增長的功能，這是該系列收斂的唯一值。認識到右側的第二個任期包含基本狀態平均職業數量的表達式

{\frac {1}{v}}={\frac {1}{\lambda ^{3}}}g_{3/2}(f)+{\frac {\langle n_{0}\rangle }{V}}\Leftrightarrow {\frac {\langle n_{0}\rangle }{V}}\lambda ^{3}={\frac {\lambda ^{3}}{v}}-g_{3/2}(f)

因為第二個方程式上的左項必須始終是正面的，並且更強的條件是

{\frac {\lambda ^{3}}{v}}>g_{3/2}(1)

它定義了氣相和冷凝相之間的過渡。在臨界區域，可以定義臨界溫度和熱波長：

\lambda _{c}^{3}=g_{3/2}(1)v=\zeta (3/2)v

T_{c}={\frac {2\pi \hbar ^{2}}{mk_{B}\lambda _{c}^{2}}}

恢復上一節中指示的值。臨界值是這樣的，如果或我們存在玻色 - 國家凝結物的存在。了解基本水平上粒子的比例會發生什麼是至關重要的。因此，編寫狀態方程

等效。

因此，如果分數和分數。在接近絕對0的溫度下，顆粒傾向於處於基本狀態，即具有動量狀態的狀態。

楷模

Bose Einstein的非相互作用氣體

考慮一個非相互作用顆粒的集合，每個粒子都可以在兩個量子狀態之一中，並且。如果兩個狀態的能量相等，則每個不同的配置都可能同樣。

如果我們可以分辨哪個粒子是哪個粒子，則有不同的配置，因為每個粒子都可以在或獨立。在幾乎所有的配置中，大約一半的粒子都進入，另一半則在。平衡是一種統計效應：當粒子平均分配時，配置的數量最大。

但是，如果粒子不可區分，則只有N+1個不同的配置。如果狀態有k顆粒，則狀態有N- K顆粒。是否無法確定任何特定的粒子處於狀態或狀態，因此k的每個值都確定整個系統的唯一量子狀態。

現在假設狀態的能量略大於量的狀態。在溫度t時，粒子在狀態下的可能性較小。在可觀的情況下，粒子分佈將對狀態略微偏置。但是，在難以區分的情況下，由於沒有統計壓力，因此最明顯的結果是大多數粒子會崩潰到狀態。

在可區分的情況下，對於大N，可以計算狀態的分數。這與與p = exp（-e/t）成正比的概率翻轉硬幣相同。

在難以區分的情況下， k的每個值都是單個狀態，它具有獨立的玻爾茲曼概率。因此概率分佈是指數的：

\, P(K)= C e^{-KE/T} = C p^K.

對於大N，歸一化常數C為（1 -P）。未達到最低能量狀態的預期粒子總數等於

\sum _{n>0}Cnp^{n}=p/(1-p)

當n很大時，它不會生長；它只是接近一個常數。這將是顆粒總數中的一小部分。因此，熱平衡中足夠的玻色顆粒的集合將主要處於基態，無論能量差如何，只有少數在任何激發狀態下。

現在考慮一下顆粒的氣體，該氣體可以處於標記的不同動量狀態。如果顆粒數小於高溫和低密度的可接收狀態的數量，則顆粒將全部處於不同的狀態。在此極限下，氣體是經典的。隨著密度的增加或溫度的降低，每個粒子的可訪問狀態的數量變小，在某些時候，將被強加於單個狀態，而不是通過統計加權而允許的最大粒子。從這一點上開始，添加的任何額外粒子都將進入基態。

為了計算任何密度，在所有動量狀態下都集成的過渡溫度，最大數量激發粒子的表達式p /（1 - p ）：

\, N = V \int {d^3k \over (2\pi)^3} {p(k)\over 1-p(k)} = V \int {d^3k \over (2\pi)^3} {1 \over e^{k^2\over 2mT}-1}

\, p(k)= e^{-k^2\over 2mT}.

當積分（也稱為Bose -Einstein積分）通過尺寸分析恢復的因子和ℏ恢復時，它給出了前一節的臨界溫度公式。因此，該積分定義了與可忽略不計的化學勢條件相對應的臨界溫度和顆粒數。在Bose -Einstein統計分佈中，BEC實際上仍然非零。但是，小於基態能量。除非專門談論基態，否則大多數能量或動量狀態都可以近似。

Bogoliubov理論用於弱相互作用的氣體

Nikolay Bogoliubov考慮了稀釋氣體極限的擾動，在零溫度和陽性化學勢下發現有限壓力。這導致對基態的校正。 Bogoliubov狀態具有壓力（t = 0）：。

原始的相互作用系統可以轉換為與分散定律的非相互作用粒子系統。

毛– Pitaevskii方程

在某些最簡單的情況下，可以用非線性schrödinger方程來描述凝聚的顆粒狀態，也稱為GROSS -PITAEVSKII或GINZBURG – LANDAU方程。這種方法的有效性實際上僅限於超低溫度的情況，這非常適合大多數鹼原子實驗。

這種方法源於以下假設：BEC的狀態可以通過冷凝水的獨特波函數來描述。對於這種性質的系統，被解釋為粒子密度，因此原子的總數為

前提

E=\int d\vec{r}\left[\frac{\hbar^2}{2m}|\nabla\psi(\vec{r})|^2+V(\vec{r})|\psi(\vec{r})|^2+\frac{1}{2}U_0|\psi(\vec{r})|^4\right]

最小化此能量相對於無窮小的變化並保持原子的數量，從而產生了總pitaevski方程（GPE）（也是非線性schrödinger方程）：

i\hbar\frac{\partial \psi(\vec{r})}{\partial t} = \left(-\frac{\hbar^2\nabla^2}{2m}+V(\vec{r})+U_0|\psi(\vec{r})|^2\right)\psi(\vec{r})

在哪裡：

$\,m$	是玻色子的質量，
$\,V(\vec{r})$	是外部潛力，並且
$\,U_0$	代表顆粒間相互作用。

在零外部電勢的情況下，相互作用的玻色 - 因斯坦符合顆粒的分散定律由所謂的Bogoliubov Spectrum（用於）給出：

{\omega _p} = \sqrt {\frac{{{p^2}}}{{2m}}\left( {\frac{{{p^2}}}{{2m}} + 2{U_0}{n_0}} \right)}

GROSS-PITAEVSKII方程（GPE）對原子BEC的行為提供了相對較好的描述。但是，GPE不考慮動態變量的溫度依賴性，因此僅適用於。它不適用，例如，對於激子，鎂和光子的冷凝物，臨界溫度與室溫相當。

數值解決方案

毛 - 比塔維斯基方程是時空變量中的部分微分方程。通常，它沒有分析解決方案，並且使用不同的數值方法，例如分裂式曲柄nicolson和傅立葉光譜方法。可以自由使用的用於接觸相互作用的解決方案和遠程偶極相互作用的解決方案和C程序。

總體– Pitaevskii模型的弱點

BEC的總體– Pitaevskii模型是對某些BEC類別有效的物理近似。通過構造，GPE使用以下簡化：它假定冷凝水顆粒之間的相互作用是兩體型的接觸類型，並且還忽略了對自我能量的異常貢獻。這些假設主要適用於稀釋的三維冷凝物。如果一個假設中的任何一個假設，則冷凝物波函數的方程將獲得包含波函數高階功率的術語。此外，對於某些物理系統，此類術語的數量被證明是無限的，因此，方程本質上是非多項式的。可能發生這種情況的例子是Bose-Fermi複合冷凝物，有效的較低含量的冷凝物，密集的冷凝水和超流體簇和液滴。發現人們必須超越毛皮台球的方程式。例如，在對數Schrödinger方程中發現的對數術語必須添加到Gross-Pitaevskii方程中與實驗密切一致的溫度。

其他

然而，很明顯，在一般情況下，可以通過耦合的進化方程來描述玻璃 - 因斯坦冷凝水的行為，以用於凝結物密度，超氟化速度和基本激發的分佈功能。 Peletminskii等人在1977年解決了這個問題。在微觀方法中。 peletminskii方程對於低於臨界點的任何有限溫度有效。幾年後，1985年，Kirkpatrick和Dorfman使用另一種微觀方法獲得了相似的方程。 peletminskii方程還繁殖了khalatnikov流體動力學方程，以作為極限情況。

BEC和Landau標準的超流量

強烈相關的費米氣體（Cooper Pairs的氣體）的超流量和超導性的超流量現象緊密連接到Bose-Einstein凝結。在相應的條件下，低於相變溫度，在氦4和不同類別的超導體中觀察到了這些現象。從這個意義上講，超導性通常稱為費米氣體的超流量。以最簡單的形式，可以從弱相互作用的玻色子模型中看到超流體的起源。

實驗觀察

超氟氦4

1938年， Pyotr Kapitsa ， John Allen和Don Misener發現氦4在小於2.17 K的溫度下變成了一種新型的液體，現在被稱為超級流體的液體（ Lambda Point ）。超氟氦具有許多異常特性，包括零粘度（不耗散能量的流動能力）和量化渦旋的存在。人們很快認為，超流量是由於液體的部分玻色 - 因斯坦凝結引起的。實際上，康奈爾，維曼和凱特爾創建的氣體冷凝水也出現了許多超氟氦的特性（見下文）。超流體氦4是液體而不是氣體，這意味著原子之間的相互作用相對較強。為了形容它，必須對玻色 - 因斯坦凝結的原始理論進行大規模修飾。然而，玻色 - 國家凝結仍然是氦4的超流體特性的基礎。請注意，氦3 （一個費米）也進入了一個超流相（在低得多的溫度下），這可以通過形成兩個原子的玻色孢庫珀對來解釋（另請參見費米子冷凝水）。

稀釋原子氣體

1995年6月5日，埃里克·康奈爾（ Eric Cornell），卡爾·威曼（ Carl Wieman ）和吉拉（ Jila ）的同事創建了第一個“純”玻色 - 因晶凝結物激光冷卻（一種贏得了發明家史蒂文·楚（Steven Chu），克勞德·科恩 ·塔努迪（Claude Cohen-Tannoudji ）和威廉· D·菲利普斯（William D.大約四個月後，麻省理工學院的沃爾夫岡·凱特爾（Wolfgang Ketterle）的獨立努力凝結了鈉23 。 Ketterle的冷凝物具有一百倍的原子，允許重要的結果，例如觀察兩種不同的冷凝物之間的量子機械干擾。康奈爾，維曼和凱特爾以其成就贏得了2001年諾貝爾物理獎。

賴斯大學（Rath）蘭德爾·霍勒特（Randall Hulet）領導的一個小組宣布僅在吉拉（Jila）工作一個月後，鋰原子的冷凝物。鋰具有吸引人的相互作用，導致冷凝水是不穩定的，並且除了幾個原子以外的所有原子外。 Hulet的團隊隨後表明，可以通過約1000個原子的限制量子壓力來穩定冷凝物。此後，各種同位素已被凝結。

速度分佈數據圖

在本文伴隨的圖像中，速度分佈數據表明從rubidium原子的氣體中形成了玻色 - 因斯坦冷凝物。假顏色表示每個速度處的原子數量，紅色最少和白色的原子數量最少。白色和淺藍色的區域處於最低速度。由於海森堡的不確定性原理：空間限制原子的寬度速度分佈最小，因此峰並不是無限狹窄的。該寬度是由給定方向上磁電勢的曲率給出的。更緊密的限制方向在彈道速度分佈中具有更大的寬度。右側峰的這種各向異性是純機械效應，在左側的熱分佈中不存在。該圖是Ralph Baierlein的1999年教科書Thermal Physics的封面設計。

準顆粒

Bose -Einstein凝結也適用於固體中的準粒子。鎂，激子和極性子具有整數自旋，這意味著它們是可以形成冷凝水的玻色子。

鎂，電子自旋波可以通過磁場控制。從稀釋劑極限到強烈相互作用的玻色液體的密度是可能的。磁性排序是超流體的類似物。在1999年，在抗鐵磁TLCUCL3中證明了凝結，在高達14 K的溫度下。高過渡溫度（相對於原子氣體）是由於鎂質的小質量（接近電子的質量）和更高的可實現密度。在2006年，即使在室溫下，也可以使用光學泵送在鐵磁Yttrium-Iron-Garnet薄膜中的凝結。

1961年，Boer等人預測激發子，電子孔對在低溫和高密度下凝結。雙層系統實驗在2003年首次證明了Hall電壓消失於2003年。快速光學激子的創建用於2005年在Sub-Kelvin Cu2O中形成冷凝水。

首先在5 k處的量子井微腔中檢測到偏振子的凝聚。

在零重力中

2020年6月，國際空間站的冷原子實驗室實驗成功地創建了一個rubidium原子的BEC，並在自由落體中觀察了一秒鐘以上。儘管最初只是功能證明，但早期的結果表明，在IS的微重力環境中，大約一半的原子形成成BEC主體周圍的磁性不敏感的暈光雲。

特性的特性

量化渦流

與許多其他系統一樣，BEC中可能存在渦流。可以通過用激光“攪拌”冷凝物，旋轉限制陷阱或在整個相換過程中快速冷卻來創建渦旋。創建的渦流將是由相互作用確定的核心形狀的量子渦流。由於訂單訂單參數或波函數的單值性質，在任何點周圍的流體循環都可以量化，這些性質可以以圓柱坐標系中的形式和所示的形式寫入，並且是角量子數（aka the the the the Aka the the the Aka the”充電“渦流）。由於渦流的能量與其角動量的平方成正比，因此在瑣碎的拓撲中，只能以穩定狀態存在渦流。如果通過幾何拓撲允許，高電荷渦流將具有分為渦旋的趨勢。

軸向對稱（例如，諧波）限制電位通常用於研究BEC中的渦旋。為了確定，必鬚根據約束將能量最小化。但是，這通常是在計算上完成的，但是，在均勻的介質中，以下分析形式證明了正確的行為，並且是一個良好的近似值：

\phi ={\frac {nx}{\sqrt {2+x^{2}}}}\,.

這是遠離渦流的密度，在那裡凝結的癒合長度。

單一充電的渦流（）處於基態，其能量由

\epsilon_v=\pi n \frac{\hbar^2}{m}\ln\left(1.464\frac{b}{\xi}\right)

距考慮渦流的最遠距離在哪裡。

對於乘電荷渦流（），能量近似

\epsilon_v\approx \ell^2\pi n \frac{\hbar^2}{m}\ln\left(\frac{b}{\xi}\right)

它比單一充電的渦旋大，表明這些多重帶電的渦流不穩定。但是，研究表明它們是可穩態的狀態，因此可能具有相對較長的壽命。

與BEC中渦流的創建密切相關的是一維BEC中所謂的深色孤子的產生。這些拓撲對象具有跨淋巴結平面的相位梯度，即使在傳播和相互作用中也可以穩定它們的形狀。儘管孤子毫無電荷，因此很容易腐爛，但已經進行了相對較長的深色孤子，並進行了廣泛的研究。

有吸引力的互動

從1995年到2000年，由萊斯大學（Randall Hulet）領導的實驗表明，具有吸引人相互作用的鋰冷凝物可能穩定存在，直到關鍵的原子數。淬滅冷卻氣體時，他們觀察到冷凝物生長，然後隨後崩潰，因為吸引力淹沒了限制電勢的零點能量，使人聯想到超新星，並在爆炸之前爆炸了。

康奈爾（Cornell），維曼（Wieman）和同事的吉拉（ Jila ）團隊在2000年進行了進一步的有關凝聚力的工作。現在，他們的儀器可以更好地控制，因此他們自然地吸引了Rubidium-85的原子（負原子 - 原子散射長度）。通過涉及磁場掃描的Feshbach共振，導致自旋翻轉碰撞，它們降低了rubidium鍵的特徵性，離散的能量，使其RB-85原子排斥並產生穩定的冷凝物。從吸引力到排斥的可逆翻轉源於波浪樣冷凝物原子之間的量子干擾。

當Jila團隊進一步提高磁場強度時，冷凝水突然恢復為吸引力，爆炸和縮水，無法檢測到，然後爆炸，驅逐了其10,000個原子中約三分之二。冷凝水中約有一半的原子似乎已經從實驗中消失了，在冷殘留或膨脹的氣雲中未見。卡爾·威曼（Carl Wieman）解釋說，在當前的原子理論下，無法解釋這種玻色 - 因斯坦冷凝水的特徵，因為原子的能量狀態接近絕對零應該不足以引起內爆。但是，已經提出了隨後的平均場理論來解釋它。它們最有可能形成兩個rubidium原子的分子。該鍵獲得的能量賦予足以離開陷阱而無法檢測到的速度。

在整個Feshbach共振以及反向過程中，在磁場的掃描過程中創建分子bose冷凝物的過程由確切可解決的模型描述，該模型可以解釋許多實驗性觀測值。

目前的研究

物理學中未解決的問題：

我們如何嚴格地證明通常相互作用的系統的玻色 - 因斯坦冷凝物的存在？

（物理學中更多未解決的問題）

與更常見的物質狀態相比，Bose -Einstein冷凝水非常脆弱。與外部環境的絲毫相互作用可能足以使它們超過冷凝閾值，消除其有趣的特性並形成正常的氣體。

然而，事實證明，它們在探索基本物理學中的廣泛問題中很有用，自吉拉和麻省理工學院小組最初發現以來的幾年中，實驗和理論活動的增加。例子包括表明由於波 - 粒子二元性引起的冷凝物之間干擾的實驗，超流量和量化渦旋的研究，從限制在一個維度上的Bose Condens中創建了明亮的波浪孤子，以及使用光脈衝減慢到非常低的速度電磁誘導的透明度。 Bose -Einstein冷凝水中的渦旋目前也是模擬重力研究的主題，研究了在實驗室中這種環境中對黑洞及其相關現象進行建模的可能性。實驗者還實現了“光學晶格”，其中重疊激光器的干擾模式提供了週期性的潛力。這些已用於探索超流體和莫特絕緣子之間的過渡，並且可能有助於研究bose -enderstein凝結，以少於三個維度（例如tonks -girardeau gas vas）。此外，通過對初級光學晶格的調整，探索了最初觀察到的強烈相互作用的玻色子的固定過渡的固定過渡的固定過渡的敏感性。因此，對於由此產生的弱的雙向光學晶格，已經發現，固定過渡與引入較弱的次級光學晶格具有魯棒性。還進行了對不均勻的玻色 - 因斯坦冷凝物中的渦旋以及這些系統對這些系統的激發的研究。在這種情況下，通過應用移動的藍色和紅色的激光束（分別擊中頻率略高於諧振頻率和下方的頻率），已經探索了被困的玻色- 因斯坦冷凝物動力學中的秩序和混亂條件時間依賴性的毛核方程。

已經產生了由廣泛的同位素組成的玻色 - 國家冷凝物。

在極低的溫度下冷卻費米會產生退化的氣體，但要遵守Pauli排除原則。為了表現出玻色 - 因斯坦凝結，費米子必須“配對”才能形成骨化化合物顆粒（例如分子或庫珀對）。第一個分子冷凝物是由因斯布魯克大學的魯道夫 ·格林（ Rudolf Grimm）組創建的。金迅速創建了第一個效率的冷凝水，與同一系統合作，但在分子狀態之外。

1999年，丹麥物理學家Lene Hau領導了哈佛大學的一支團隊，該團隊使用超流體將光束降低至每秒約17米。此後，Hau和她的同事從光脈衝中進行了一組冷凝物原子後坐力，以使他們記錄了光相和振幅，並通過附近的第二個冷凝物恢復，它們稱其為“慢光介導的原子- 介導的原子- 波動放大”，使用Bose -Einstein冷凝物。

當前的另一個研究興趣是在微重力中創建玻色 - 因斯坦冷凝水，以便將其特性用於高精度原子乾涉法。由萊布尼茲大學漢諾威（Leibniz University）的恩斯特·M·拉塞爾（Ernst M. Rasel）領導的一個研究人員在2008年，在德國不來梅的一座drop塔上實現了BEC失重的首次演示。同一支團隊在2017年展示了Bose -–Einstein在太空中凝結的第一個創建，這也是國際空間站即將進行的兩個即將進行的實驗的主題。

新的原子能領域的研究人員在物質波電路的新興量子技術中使用了玻色 - 因斯坦冷凝水的特性。

1970年， Emmanuel David Tannenbaum針對反隱形技術提出了BEC。

在2020年，研究人員報告了BEC超導的發展，並且在BEC和Bardeen -Cooper -Shrieffer政權之間似乎是平穩的過渡。

連續的玻色 - 國家凝結

蒸發冷卻的局限性限制了原子BEC進行“脈衝”操作，涉及一個高效的佔空比，丟棄了超過99％的原子到達BEC。實現連續的BEC一直是實驗性BEC研究的一個主要開放問題，這是在與連續的光學激光發育相同的動機驅動的：高通量，高相干物質波連續產生的能力將實現新的傳感應用。

連續BEC在2022年首次實現。

暗物質

P. sikivie和Q. Yang表明，由於引力自我相互作用，冷的暗物質軸將通過熱凝結形成玻色的軸。尚未確認存在軸。然而，隨著2018年初，在華盛頓大學的斧頭暗物質實驗（ADMX）升級的升級後，對它們的重要搜索得到了極大的增強。

2014年，約利希研究中心（JülichResearch Center）在大約2380 MEV上發現了潛在的Dibaryon。該中心聲稱，測量結果通過一種更可複制的方法確認了2011年的結果。該粒子存在10 ^-23秒，稱為D*（2380）。假設該粒子由三個向上和三個夸克組成。從理論上講，D*（D-Star）組可能會由於早期宇宙中的低溫而形成Bose-Einstein凝結物，並且由這種被困電子的Hexaquark製成的BEC可能像暗物質一樣行事。

同位素

該作用主要觀察到具有具有適用於陷阱的核特性的鹼性原子。截至2012年，使用或以下的超低溫度，已經獲得了多種同位素，主要是鹼金屬，鹼性土金屬和蘭塔尼德原子（7li，23na，23na，39k，39k，41k，41k，85rb， 87rb，87rb，87rb，87rb，87rb，87rb，，133C，52CR，40CA，84SR，86SR，88SR，174YB，164DY和168er）。研究最終借助新開發的“蒸發冷卻”方法在氫方面取得了成功。相反，低於2.17 K的4HE的超流體狀態不是一個很好的例子，因為原子之間的相互作用太強。只有8％的原子位於陷阱的基態接近絕對零，而不是100％的真實冷凝水。

這些鹼性氣體中的某些氣體的骨氣行為一見鍾情，因為它們的核的總自旋半含量。它是由電子和核自旋的微妙相互作用引起的：在超低溫度和相應的激發能，電子殼的半成位總自旋和原子核的半和總自旋與非常弱的超精美相互作用耦合。該耦合產生的原子的總自旋是整數較低的值。室溫下系統的化學因素是由電子特性確定的，該電子性能本質上是費米子，因為室溫熱激發的典型能量遠高於高精細值。

在小說中

在2016年的電影頻譜中，美國軍事與玻色 - 因斯坦冷凝水構成的神秘敵人生物作鬥爭。
在2003年的小說盲湖中，科學家使用由基於Bose-Einstein冷凝水量子計算機提供動力的望遠鏡在51光年的行星上觀察到了有感覺的生命。
視頻遊戲特許經營質量效應具有冷凍彈藥，其風味文字將其描述為充滿了Bose -Einstein冷凝水。撞擊後，子彈破裂並向敵人噴灑超冷液體。