費米凝聚是如何產生的？不同的費米子不是不能佔據同一量子態嗎？

01-08

看了今年的湯森路透引文桂冠獎，美國國家標準技術研究所物理學研究者黛博拉·金因為費米凝聚獲獎，查了下維基百科對這個方面講的比較少，求大牛科普~

拋磚引玉，很多地方也許有誤，學藝不精物理圖景不清晰，請方家指點。

Fermionic condensate（費米子凝聚）最開始是人們開腦洞的東西，

當物理學家對交換對稱的玻色子研究並發現BEC（玻色愛因斯坦凝聚）之後，他們就開始想，有沒有可能讓費米子也出現類似的凝聚呢？

然而由於費米子的交換反對稱，泡利不相容原理似乎證明了這種可能性不存在。

然後呢，大家開始另闢蹊徑開腦洞，BEC在液氦上與超流聯繫了起來，BCS理論又解釋了第一類超導體，那麼大家就開始想了，超流是特別能流，超導是特別能導，這其中是否有某種聯繫呢？

於是，認識到BCS和BEC零溫平均場的波函數一致，再加之以相互作用強度的改變，人們慢慢搞出了一個叫做BCS-BEC crossover（一般稱為「相變」，不過在基態不夠準確，對稱性的變化不夠清楚，不敢亂說）的東西，就是說，BCS理論的核心，是通過電聲子相互作用形成的庫伯電子對，電子是費米子，首先，這種配對可以推而廣之到其它費米子體系（費米流體），而在極低溫度下（一般比Boson的BEC溫度還要低），碰撞熱漲落「不能破壞」庫伯對的「穩定」，於是我們就可以把能譜上「堆在一起」的庫伯對看作是BEC類似的一種「凝聚」，這就是費米凝聚。

Jin的工作好像是十多年前的了，似乎是用K40來做的，為了獲取超低溫還使用了磁環境的蒸發冷卻法，這是開創性的工作，而且如果能夠使超導體的庫伯對吸引力達到費米冷凝體的量級，常溫超導或可取得重大突破，所以這個工作還是值這個獎的。

感謝維基百科，請恕不暇引用來源，感謝題主給了不才一個複習凝聚態的機會（雖然已經準備脫離物理隊伍了），請拍磚，更請方家給更好的答案。

這個與低溫超導的BCS理論有關。BCS理論包含三個部分：

1.電子—聲子相互作用，在一定條件下，會使電子與電子之間產生有效的吸引作用。這部分工作由Bardeen完成。

2.電子與電子的吸引作用，會使電子產生配對，即一個自旋向上動量為k的電子會與一個自旋向下動量為(－k)的電子形成Cooper pair。這部分工作由Cooper完成。

3.低溫超導基態波函數的變分形式。這個由Schrieffer完成。

BCS理論成功解釋了低溫超導的機制，並且其所做的預言在實驗中得到了驗證，他們三人獲得了1970年的諾貝爾物理學獎。

費米凝聚與第二條有關。電子本身是費米子，可由電子構成的Cooper pair，其整體會表現出玻色子的一些性質，在低溫下出現玻色—愛因斯坦凝聚，即BEC。Cooper pair出現的凝聚，就是所謂的費米凝聚。本人不做相關方面的工作，至於費米凝聚方面更多的介紹，可參考@蘇昕的回答。

謝邀。

基本贊同前面觀點，補充一點比較直觀的理解就是，兩個費密子通過聲子或者其他媒介相互關聯。費米子對是玻色子。實際當然沒有這麼簡單，只是一個簡單圖像。看最近又沒有空吧，有時間再好好寫寫。

以上。