看到這個題目，你一定會毫不猶豫地說，物質有三種狀態：固態、液態和氣態。其實物質還有第四種狀態，那就是等離子態。
我們知道，把冰加熱到一定程度，它就會變成液態的水，如果繼續升高溫度，液態的水就會變成氣態，如果繼續升高溫度到幾千度以上，氣體的原子就會拋掉身上的電子，發生氣體的電離化現象，物理學家把電離化的氣體就叫做等離子態。
在茫茫無際的宇宙空間裡，等離子態是一種普遍存在的狀態。宇宙中大部分發光的星球內部溫度和壓力都很高，這些星球內部的物質差不多都處於等離子態。隻有那些昏暗的行星和分散的星際物質裡才可以找到固態、液態和氣態的物質。
就在我們周圍，也經常看到等離子態的物質。在日光燈和霓虹燈的燈管裡，在眩目的白熾電弧裡，都能找到它的蹤跡。另外，在地球周圍的電離層裡，在美麗的極光、大氣中的閃光放電和流星的尾巴裡，也能找到奇妙的等離子態。
除了等離子態外，科學家還發現了“超固態”和“中子態”。宇宙中存在一顆白矮星，它的密度很大，大約是水的3600萬到幾億倍。一立方厘米白矮星上的物質就有100∼200公斤重，這是怎麼回事呢？
原來，普通物質內部的原子與原子之間有很大的空隙，但是在白矮星裡面，壓力和溫度都很大，在幾百萬個大氣壓的壓力下，不但原子之間的空隙被壓縮了，就是原子外圍的電子層也被壓縮了。所有的原子核和原子都緊緊地擠在一起，物質裡面不再有什麼空隙，因此物質就特別重，這樣的物質就是超固態。科學家推測，不但白矮星內部充滿了超固態物質，在地球中心一定也存在著超固態物質。
假如在超固態物質上再加上巨大的壓力，原子核隻好被迫解散，從裡面放出質子和中子。放出的質子在極大的壓力下會跟電子結合成中子。這樣一來，物質的結構就發生了根本性的改變，原來是原子核和電子，現在都變成了中子。這樣的狀態就叫做“中子態”。
中子態物質的密度大得更是嚇人，它比超固態物質還要大10多萬倍。一個火柴盒那麼大的中子態物質，就有30億噸重，要用96000台重型火車頭才能拉動它。
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物質第五態——玻色-愛因斯坦凝聚態
玻色-愛因斯坦凝聚態
如果物質不斷冷下去、冷下去……一直冷到不能再冷下去，比如說，接近絕對零度（-273.16℃）吧，在這樣的極低溫下，物質又會出現什麼奇異的狀態呢？
這時，奇跡出現了——所有的原子似乎都變成了同一個原子，再也分不出你我他了！這就是物質第五態——玻色-愛因斯坦凝聚態（以下簡稱“玻愛凝聚態”）。玻色-愛因斯坦凝聚態
這個新的第五態的發現還得從1924年說起，那一年，年輕的印度物理學家玻色寄給愛因斯坦一篇論文，提出了一種關於原子的新的理論，在傳統理論中，人們假定一個體系中所有的原子（或分子）都是可以辨別的，我們可以給一個原子取名張三，另一個取名李四……，並且不會將張三認成李四，也不會將李四認成張三。然而玻色卻挑戰了上面的假定，認為在原子尺度上我們根本不可能區分兩個同類原子（如兩個氧原子）有什麼不同。
玻色的論文引起了愛因斯坦的高度重視，他將玻色的理論用於原子氣體中，進而推測，在正常溫度下，原子可以處於任何一個能級（能級是指原子的能量像台階一樣從低到高排列），但在非常低的溫度下，大部分原子會突然跌落到最低的能級上，就好像一座突然坍塌的大樓一樣。處於這種狀態的大量原子的行為像一個大超級原子。打個比方，練兵場上散亂的士兵突然接到指揮官的命令“向前齊步走”，於是他們迅速集合起來，像一個士兵一樣整齊地向前走去。后來物理界將物質的這一狀態稱為玻色-愛因斯坦凝聚態（BEC），它表示原來不同狀態的原子突然“凝聚”到同一狀態。這就是嶄新的玻愛凝聚態。
然而，實現玻愛凝聚態的條件極為苛刻和矛盾：一方面需要達到極低的溫度，另一方面還需要原子體系處於氣態。極低溫下的物質如何能保持氣態呢？這實在令無數科學家頭疼不已。
后來物理學家使用稀薄的金屬原子氣體，金屬原子氣體有一個很好的特性：不會因制冷出現液態，更不會高度聚集形成常規的固體。實驗對象找到了，下一步就是創造出可以冷卻到足夠低溫度的條件。由於激光冷卻技術的發展，人們可以制造出與絕對零度僅僅相差十億分之一度的低溫。並且利用電磁操縱的磁阱技術可以對任意金屬物體實行無觸移動。這樣的實驗系統經過不斷改進，終於在玻色—愛因斯坦凝聚理論提出71年之后的1995年6月，兩名美國科學家康奈爾、維曼以及德國科學家克特勒分別在銣原子蒸氣中第一次直接觀測到了玻愛凝聚態。這三位科學家也因此而榮膺2001年度諾貝爾物理學獎。此后，這個領域經歷著爆發性的發展，目前世界上己有近30個研究組在稀薄原子氣中實現了玻愛凝聚態。
玻愛凝聚態有很多奇特的性質，請看以下幾個方面：
這些原子組成的集體步調非常一致，因此內部沒有任何阻力。激光就是光子的玻愛凝聚，在一束細小的激光裡擁擠著非常多的顏色和方向一致的光子流。超導和超流也都是玻愛凝聚的結果。
玻愛凝聚態的凝聚效應可以形成一束沿一定方向傳播的宏觀電子對波，這種波帶電，傳播中形成一束宏觀電流而無需電壓。
原子凝聚體中的原子幾乎不動，可以用來設計精確度更高的原子鐘，以應用於太空航行和精確定位等。
玻愛凝聚態的原子物質表現出了光子一樣的特性正是利用這種特性，前年哈佛大學的兩個研究小組用玻色-愛因斯坦凝聚體使光的速度降為零，將光儲存了起來。
玻愛凝聚態的研究也可以延伸到其他領域，例如，利用磁場調控原子之間的相互作用，可以在物質第五態中產生類似於超新星爆發的現象，甚至還可以用玻色-愛因斯坦凝聚體來模擬黑洞。
Ketterle在納原子氣中實現的BEC
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物質有了第六種形態——費米子凝聚態
第六種物質形態誕生
人類生存的世界，是一個物質的世界。過去，人們隻知道物質有三態，即氣態、液態和固態。20世紀中期，科學家確認物質有第四態，即等離子體態(plasma)。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。 2004年1月29日，又是這個聯合研究小組宣布，他們創造出物質的第六種形態———費米子凝聚態（fermionic condensate）。消息傳出，國際物理學界為之振奮。專家們認為，這一成果為人類認識物質世界打開了又一扇大門，具有重大的理論和實踐意義，將成為年度重大科技成果之一。
研究小組負責人德博拉·金今年30歲，2003年獲得美國麥克阿瑟基金會頒發的“大天才”獎。她表示，這項成果有助於下一代超導體的誕生。而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和學科中大顯身手。
幾種物質形態的區別 通常所見的物質是由分子、原子構成的。處於氣態的物質，其分子與分子之間距離很遠。而構成液態物質的分子彼此靠得很近，其密度要比氣態的大得多。固態物質的構成元素是以原子狀態存在的，原子一個挨著一個，相互牽拉，這就是固體比液體硬的原因。
被激發的電離氣體達到一定的電離度之后便處於導電狀態。電離氣體中每一帶電粒子的運動都會影響到其周圍帶電粒子，同時也受到其他帶電粒子的約束。由於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。
所謂玻色—愛因斯坦凝聚，是科學巨匠愛因斯坦在70年前預言的一種新物態。這裡的“凝聚”與日常生活中的凝聚不同，它表示原來不同狀態的原子突然“凝聚”到同一狀態。玻色—愛因斯坦凝聚態物質由成千上萬個具有單一量子態的超冷粒子的集合，其行為像一個超級大原子，由玻色子構成。這一物質形態具有的奇特性質，在芯片技術、精密測量和納米技術等領域都有美好的應用前景。
費米子凝聚態是怎樣創造出來的 由於沒有任何兩個費米子能擁有相同的量子態，費米子的凝聚一直被認為不可能實現。去年，物理學家找到了一個克服以上障礙的方法，他們將費米子成對轉變成玻色子。費米子對起到了玻色子的作用，所以可讓氣體突然冷凝至玻色—愛因斯坦凝聚態。這一研究為創造費米子凝聚態鋪平了道路。
目前，從事費米子凝聚態研究的科學家們秉承著“大膽假設、小心求証”的科學精神，慎重地向這塊未知的科學領域推進。
