今天和大家聊一聊在微观粒子世界中一个很神奇的现象：量子相变。

　　量子相变这个名词虽然看起来很高端大气上档次，但理解起来却并不难，因为量子相变与量子纠缠、量子隧穿现象等不同，量子纠缠、量子隧穿只能发生在微观量子世界，它们是微观粒子特有的量子效应，宏观世界找不到可以参考的现象，但量子相变却可以在宏观世界中找到类似现象来做参考，以方便我们去理解，闲话不多说，下面直接开讲。

　　相变

　　相变，通过来说就是由一种“相”转化到另外一种“相”，“相”，我们可以通俗的理解成物质的外部参数（温度、磁性等），最简单的“相”就是物质的状态，物质可以有有多种的存在状态，例如：我们喝的水，水是液态，我们呼吸的空气，空气是气态，自然界中大多数的金属是以固态的当时存在，气态、液态、固态就是物质的三种“相”，其本质上就是物质分子或者原子之间距离的不通过，气态物质的分子或原子之间的距离很大，液态其次，固态物质分子或者原子之间的距离最小。

　　最常见的相变：热相变

　　自然界中存在最多的就是热相变，例如：液态水在温度上升时会蒸发，水会从液态变为气态，并且吸收热量，液态水在温度达到零度以下时会凝固，水会从液态变成固态，并且释放热量，热相变发生的过程中都会伴随能量的吸收或者释放，其本质就是水的分子距离随着温度的变化从量变达到质变的过程，我们称其为相变，当然，在自然界中相变除了热相变之外还有很多，例如：我们将磁铁加热到一定温度时，磁铁的铁磁性会突然消失，这也是相变的一种。

　　量子相变

　　量子相变，顾名思义：就是发生在量子系统中的相变现象，这里给大家举一个量子相变的现象：玻色爱因斯坦凝聚态。

　　玻色爱因斯坦凝聚态也是物质的一种状态，但与气态、液态、固然这些我们熟知的状态不同，玻色爱因斯坦凝聚态发生的条件是十分苛刻的，第一、玻色爱因斯坦凝聚态只能发生在玻色子身上，也就是粒子自旋为整数的基本粒子，例如光子、氦-4等粒子，第二，想要变成玻色爱因斯坦凝聚态，粒子单单满足是玻色子还是不行，液态水变成固态水温度需要零度以下，而玻色子变成玻色爱因斯坦凝聚态则需要接近绝对零度，绝对零度是量子力学中的温度下限，也就是能量为零的状态，相当于零下273.15摄氏度，在绝对零度的环境下，所有的粒子运动都将停止，一切的能量都将消失，但绝对零度仅仅是理论上的一个极限值，在现实中永远不可能实现绝度零度。

　　著名的物理学家玻色与爱因斯坦预言当玻色子在处于接近绝对零度的环境下会发生量子相变，玻色子会从基态变成超流体、粘度为零、形态具有量子化特征的一种全新形态，也是一种在宏观世界存在的量子状态，20世纪末美国的几位大学生将氦-4降低到接近绝对零度时成功得到了玻色爱因斯坦凝聚态，这项实验验证了两位物理大师的预言，几位大学生也获得了2001年的诺贝尔物理学奖。

　　物理学家发现玻色子在处于玻色爱因斯坦凝聚态时会产生很多不可思议的物理特性，例如：当玻色子处于玻色爱因斯坦凝聚态时粘性为零，没有摩擦力，有极高的光阻，可以将光的运动限制在很低的速度之内，但是玻色爱因斯坦凝聚态是极不稳定的，丝毫的外界干扰都会使温度上升而玻色子的玻色爱因斯坦凝聚态消失，所以目前来说这项实验在短期内应用到现实的可能性并不大，但在未来有望应用于人造光学黑洞、“隐身衣”等领域。