凝聚态物理学

凝聚态物理学是场物理，随着宏观和微观物理特性的交易事项。特别地，它与“浓缩”阶段有关，只要系统中的组成部分数量非常大且组成部分之间的交互作用很强，就会出现“浓缩”阶段。凝聚相最常见的例子是固体和液体，它们是由原子之间的电磁力产生的。凝聚态物理学家试图通过物理规律来了解这些相的行为。特别是，它们包括量子力学定律、电磁学和统计力学。

更奇特的冷凝相包括超导通过在低某些材料表现相温度，所述铁磁和反铁磁的相位旋转上晶格原子和玻色-爱因斯坦凝聚在发现超冷原子系统。凝聚态物理研究涉及通过实验探针测量各种材料特性，以及使用理论物理方法来开发有助于理解物理行为的数学模型。

可用于研究的系统和现象的多样性使凝聚态物理学成为当代物理学中最活跃的领域：三分之一的美国物理学家自认为是凝聚态物理学家、凝聚态物理学分部是在美国物理协会。该领域与化学、材料科学、工程学和纳米技术重叠，并且与原子物理学和生物物理学密切相关。该理论物理学凝聚态物质与粒子物理学和核物理学有着重要的概念和方法。

直到1940年代，物理学、晶体学、冶金学、弹性学、磁性学等各种学科都被视为不同领域，直到1940年代它们被归类为固态物理学。大约在1960年代，液体物理性质的研究被添加到此列表中，从而构成了新的，相关的凝聚态物理专业的基础。根据物理学家菲利普·沃伦·安德森（Philip Warren Anderson）的说法，这个词是由他和沃尔克·海涅（Volker Heine）创造的，当时他们将他们在剑桥的卡文迪许实验室（Cavendish Laboratories）的小组名称从固态理论到1967年的“凝聚态理论”，因为他们认为这并不排除他们对液体，核物质等研究的兴趣。尽管安德森（Anderson）和海涅（Heine）帮助普及了“浓缩物质”的名称，但它已经在欧洲出现了很多年，最显着的形式是斯普林格出版社发行的英文、法文和德文期刊，标题为凝聚态物理，于1963年发布。1960年代和1970年代的资金环境和冷战政治也是导致某些物理学家更喜欢使用“凝聚态物理学”这个名称的因素，它强调了从事固体、液体、等离子体和其他复杂物质的物理学家遇到的科学问题的普遍性。问题，通常是与金属和半导体的工业应用有关的“固态物理学”。在贝尔电话实验室是第院所开展凝聚态物理学研究项目之一。

凝聚态物理学的研究引起了多种器件的应用，例如半导体晶体管的发展，激光技术以及在纳米技术的背景下研究的几种现象。诸如扫描隧道显微镜的方法可用于控制纳米尺度的工艺，并引起了纳米加工的研究。

在量子计算中，信息由量子位或量子位表示。量子比特可以脱散完成有用的计算之前迅速。在实现量子计算之前必须解决这个严重的问题。为了解决这个问题，几个有前途的方法提出了凝聚态物理，包括约瑟夫森结量子比特，自旋电子利用量子比特自旋磁性材料的方向，或者拓扑非阿贝尔anyons从分数量子霍尔效应的状态。

凝聚态物理在生物物理学中也有重要的用途，例如磁共振成像的实验方法，在医学诊断中被广泛使用。