凝聚态物理学

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凝聚态物理学是一门以物质的宏观物理性质作为主要研究对象的学科。所谓“凝聚态”指的是由大量粒子组成，并且粒子间有很强的相互作用的系统。自然界中存在着各种各样的凝聚态物质，它们深刻地影响着人们日常生活的方方面面。在最常见的三种物质形态——气态、固态和液态中，后两者就属于凝聚态。低温下的超流态，超导态，玻色-爱因斯坦凝聚态，磁介质中的铁磁态，反铁磁态等，也都是凝聚态。

凝聚态物理学起源于19世纪固体物理学和低温物理学的发展。19世纪，人们对晶体的认识逐渐深入。1840年法国物理学家奥古斯特·布拉菲导出了三维晶体的所有14种排列方式，即布拉菲点阵。1912年，德国物理学家冯·劳厄发现了X射线在晶体上的衍射，开创了固体物理学的新时代，从此，人们可以通过X射线的衍射条纹研究晶体的微观结构。

19世纪，英国著名物理学家法拉第在低温下液化了大部分当时已知的气体。1908年，荷兰物理学家昂尼斯将最后一种难以液化的气体氦气液化，创造了人造低温的新纪录-269°C(4K)，并且发现了金属在低温下的超导现象。超导具有广阔的应用前景，超导的理论和实验研究在20世纪获得了长足进展，临界转变温度最高纪录不断刷新，超导研究已经成为凝聚态物理学中最热门的领域之一。

目前凝聚态物理学面临的主要问题是铁磁态和高温超导体的理论模型。

[编辑] 重要研究对象

• 物质的相（物态）
  • 常见的相：固态，液态，气态。
  • 低温下的相：玻色-爱因斯坦凝聚态，费米子凝聚态，Luttinger liquid，超流态（Superfluid），超固态（Supersolid），超导态 。
  • 相变：序参数（Order parameter）。

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• 固体
  • 晶体
  • 非晶态固体
  • 合金
  • 金属
  • 半导体
  • 绝缘体
  • 反铁磁体
  • 铁磁体
  • 铁电体
  • spin glass
• 软物质
  • 聚合物
  • 膜
  • 液晶
• 液体
  • 复杂流体
  • 超流体
• 粒粉体（Granular matter）
• 表面
• 界面

[编辑] 主要理论和實驗方法

主要理論

• 费米液体理论
• 对称性破缺理论

實驗方法

• 頻譜測量: 角分辨光電子譜(Angle resolved photoemission spectroscopy), 電子能量損失譜(Electron energy loss spectroscopy), 拉曼散射(Raman scattering spectroscopy), 中子散射(Nuetron scattering spectroscopy)
• 繞射方法: 低能電子繞射(Low energy electron diffraction), 反射式高能電子繞射(Reflection high energy electron diffraction)
• 表面成像法: 掃描式探針顯微術(Scanning probe microscopy)
• 導電量測: 四點量測(Four-terminal measurement)

[编辑] 参阅

• 《超流体 》/ (美)沈星揚著 (1982). - 北京: 科学出版社
• 固体物理学
• 物质的相态

物理学分支

基础理论

经典力学 | 连续介质力学 | 热力学 | 统计力学 | 电动力学 | 相对论 | 量子力学

研究领域

力学 | 声学 | 热学 | 电磁学 | 光学 凝聚态物理学 | 固体物理学 | 等离子体物理学 | 分子物理学 | 原子物理学 | 原子核物理学 | 粒子物理学

交叉和应用学科

天体物理学 | 生物物理学 | 物理化学 | 材料科学 | 电子科学 | 非线性物理学 | 计算物理学