今天和大家聊一聊在微觀粒子世界中一個很神奇的現象：量子相變。
量子相變這個名詞雖然看起來很高端大氣上檔次，但理解起來卻並不難，因為量子相變與量子糾纏、量子隧穿現象等不同，量子糾纏、量子隧穿只能發生在微觀量子世界，它們是微觀粒子特有的量子效應，宏觀世界找不到可以參考的現象，但量子相變卻可以在宏觀世界中找到類似現象來做參考，以方便我們去理解，閒話不多說，下面直接開講。
相變
相變，通過來說就是由一種「相」轉化到另外一種「相」，「相」，我們可以通俗的理解成物質的外部參數（溫度、磁性等），最簡單的「相」就是物質的狀態，物質可以有有多種的存在狀態，例如：我們喝的水，水是液態，我們呼吸的空氣，空氣是氣態，自然界中大多數的金屬是以固態的當時存在，氣態、液態、固態就是物質的三種「相」，其本質上就是物質分子或者原子之間距離的不通過，氣態物質的分子或原子之間的距離很大，液態其次，固態物質分子或者原子之間的距離最小。
最常見的相變：熱相變
自然界中存在最多的就是熱相變，例如：液態水在溫度上升時會蒸發，水會從液態變為氣態，並且吸收熱量，液態水在溫度達到零度以下時會凝固，水會從液態變成固態，並且釋放熱量，熱相變發生的過程中都會伴隨能量的吸收或者釋放，其本質就是水的分子距離隨著溫度的變化從量變達到質變的過程，我們稱其為相變，當然，在自然界中相變除了熱相變之外還有很多，例如：我們將磁鐵加熱到一定溫度時，磁鐵的鐵磁性會突然消失，這也是相變的一種。
量子相變
量子相變，顧名思義：就是發生在量子系統中的相變現象，這裡給大家舉一個量子相變的現象：玻色愛因斯坦凝聚態。
玻色愛因斯坦凝聚態也是物質的一種狀態，但與氣態、液態、固然這些我們熟知的狀態不同，玻色愛因斯坦凝聚態發生的條件是十分苛刻的，第一、玻色愛因斯坦凝聚態只能發生在玻色子身上，也就是粒子自旋為整數的基本粒子，例如光子、氦-4等粒子，第二，想要變成玻色愛因斯坦凝聚態，粒子單單滿足是玻色子還是不行，液態水變成固態水溫度需要零度以下，而玻色子變成玻色愛因斯坦凝聚態則需要接近絕對零度，絕對零度是量子力學中的溫度下限，也就是能量為零的狀態，相當於零下273.15攝氏度，在絕對零度的環境下，所有的粒子運動都將停止，一切的能量都將消失，但絕對零度僅僅是理論上的一個極限值，在現實中永遠不可能實現絕度零度。
著名的物理學家玻色與愛因斯坦預言當玻色子在處於接近絕對零度的環境下會發生量子相變，玻色子會從基態變成超流體、粘度為零、形態具有量子化特徵的一種全新形態，也是一種在宏觀世界存在的量子狀態，20世紀末美國的幾位大學生將氦-4降低到接近絕對零度時成功得到了玻色愛因斯坦凝聚態，這項實驗驗證了兩位物理大師的預言，幾位大學生也獲得了2001年的諾貝爾物理學獎。
物理學家發現玻色子在處於玻色愛因斯坦凝聚態時會產生很多不可思議的物理特性，例如：當玻色子處於玻色愛因斯坦凝聚態時粘性為零，沒有摩擦力，有極高的光阻，可以將光的運動限制在很低的速度之內，但是玻色愛因斯坦凝聚態是極不穩定的，絲毫的外界幹擾都會使溫度上升而玻色子的玻色愛因斯坦凝聚態消失，所以目前來說這項實驗在短期內應用到現實的可能性並不大，但在未來有望應用於人造光學黑洞、「隱身衣」等領域。