文档介绍：玻爱凝聚态是个什么“鬼”
?之无形,听之无声,谓之幽冥。
――《淮南子?说山训》
《幽冥》flix公司在2016年12月推出的一部科幻战争电影。在这部电影中,美国国防部高级研究计划局的一个科学家接受一项致命任务,带领一队精挑细选的三角洲部队士兵进驻一个被战争摧毁的城市,这里游荡着被称为“幽冥”的神秘幽灵,它们无形无色,能在不经意间造成大规模的伤亡。
难道是导演昏头了,这明明是一部惊悚鬼片的题材,怎么会拍成了一部科幻电影呢?看到最后观众才会发现,其实这些神秘幽灵并不是鬼怪,而是爱因斯坦曾预言过的一种物质形态。这又是个什么“鬼”?欲知详情,且看本文。
玻色-爱因斯坦凝聚态,比鬼怪还要难以理解
在电影《幽冥》中,马克?克莱恩是效力于美国国防部高级研究计划局的首席工程师,主要负责研发防御性的武器,比如超光谱护目镜。一天,克莱恩接到一个新任务,说在东欧与叛军作战的特种部队借助超光谱护目镜看见了某些无法描述的东西,于是克莱恩当即飞往摩尔多瓦,与他同时抵达的还有中情局特工弗兰
?麦迪逊。美军基地最高指挥官奥伦德将军给他们看了超光谱护目镜拍摄的视频,一些似有若无的白色痕迹出现在画面之中。将军说,已经有士兵因为这些来历不明的东西而死去,死者的内脏仿佛被冰冻住,然而皮肤却留下了烧灼和腐蚀的痕迹。当地人认为,摩尔多瓦常年战争,死者众多,怨气丛生,这些神秘的东西正是被从***来的“幽冥”。
在前往城市中部探查时,克莱恩他们找到了一名幸存的士兵,旋即与“幽冥”展开了一场近距离的遭遇战。这些“幽冥”会爬楼,会穿墙,会飞檐走壁,在一般士兵眼里还是隐身的。它们的攻击方式也很独特,迅速地“穿”过人体,人就冻结后立刻死去。在克莱恩的超光谱摄影机里,那些“幽冥”呈现出乳白色的人形,散发着绒毛一般的微光,一旦奔跑起来,就会出现无数的叠影,仿佛连续拍摄高速运动的物体后再慢速播放的回面。
凭借渊博的科学知识,克莱恩推断,“幽冥”并非传说中的鬼怪,而是由玻色一爱因斯坦凝聚态构成的神奇生命。
那么,这个玻色一爱因斯坦凝聚态到底是什么呢?光看名字的话,似乎比鬼怪还要难以理解。想要真正理解玻色一爱因斯坦凝聚态,需要从物质的形态讲起。
超低温和原子气体,这对死对头折腾科学家很多年
众所周知,物质最常见的形态有3种:固态、液态和气态。各态之间因为温度、压力等条件,是可以互相转换的。比如水,常温下是液态,低温下是固态,高温下又会变成气态。如果温度一直升高,升高到几万甚至几十万摄氏度,会发生什么样的事情?物质内部的原子就会抛掉带负电的电子,成为只带正电的离子。这种现象就是气体的电离化,电离化后的物质(通常是气体)叫“等离子态”,也被称为“电浆”。等离子态是物质的第四种形态,并且是宇宙中物质最普遍的一种形态。这是因为恒星内部的温度和压力都高到极点,构成恒星的物质几乎都是等离子态,而宇宙中恒星的数量非常之多。
等离子态是极端高温下的产物,要是温度一直往下低、往下低,比如说,接近绝对零度(-℃),物质又会出现什么奇异的形态呢?
1924年,年轻的印度物理学家玻色给当时已经誉满全球的爱因斯坦寄了一篇论文,指出在原子尺度上我们根本不可能区分两个同类原子(如两个氧原子)有什么不同。而当时的主流观点认为,在一个体系中所有的原子(或分子)是可以辨别的。玻色