Superfluid

	1938 Pyotr L. Kapitsa discovered the superfluidity of liquid Helium 4
	1941-47 Lev Davidovic Landau formulated the theory of quantum Bose liquid - 4He superfluid liquid.  1956-58 he further formulated the theory of quantum Fermi liquid

Early 1970s David M. Lee, Douglas D. Osheroff, and Robert C. Richardson discovered the superfluidity of liquid Helium 3

Anthony Leggett first formulated the theory of superfluidity in liquid 3He

上个世纪初叶，爱因斯坦和印度物理学家玻色曾预言，没有相互作用的全同玻色子在低温下将出现凝聚，有宏观多的粒子处于同一种量子状态。但由于实际系统中，粒子通常都有很强的相互作用，这种理想的玻色-爱因斯坦凝聚现象一直没有得到直接的实验证明。上世纪末，随着激光冷却技术的飞速发展，原子可以被冷却到非常低的温度，由此在许多碱金属气体中直接观测到了玻色-爱因斯坦凝聚现象。

玻色-爱因斯坦凝聚是一种统计关联效应，处于凝聚状态的原子具有超流动性，与液氦超流体相似，会出现量子化的涡线结构。玻色-爱因斯坦凝聚的微观机理现在已清楚，因此理想的玻色-爱因斯坦凝聚研究在理论上讲并不具有太大的挑战性。但这方面的研究却极大地促进了量子光学和凝聚态物理的学科交叉。2002年德国科学家把冷原子放到有多束激光干涉在空间所造成的光格场中，第一次观察到了固体中特有的超流-绝缘体相变现象，引起轰动，被评为当年的十大科学新闻。由于光格子的高度可控性和纯净性，以及冷原子相互作用强度的可调性使得可控强关联系统成为可能，为强关联效应的理论和实验研究开辟了一个新的领域。

最近，美国科学家将费米型原子⁴⁰K等通过激光冷却到非常低的温度，并通过调节磁场，控制原子之间的相互作用，在接近Feshbach共振条件下，观察到了与超导相似的费米子对凝聚现象。他们的工作为研究BCS超导与原子的玻色-爱因斯坦凝聚之间的过渡和联系提供了新的途径，是一个值得关注的发展方向。

激子是半导体中电子和空穴形成的束缚态，类似于一个电子和一个质子形成的氢原子。像原子一样，激子也会发生玻色-爱因斯坦凝聚，但通常由于激子的寿命很短，激子还没有冷却到发生凝聚的温度就复合发光衰变掉了。最近几年，美国的两个实验组采用耦合半导体量子阱作为激子的母体，并利用这种系统中组成激子的电子和空穴在空间上的分离，减小了电子和空穴复合率，将激子的寿命提高了两个多数量级，成功将激子冷却到低温，观察到了处于凝聚边缘的高简并激子宏观量子状态。他们还进一步发现当用一束强激光照射耦合量子阱时，在照射点周围会出现一个半径随光强线性增加的激子发光环，而且环上的发光并不是均匀的，呈现出周期的斑点结构（图1）。这种发光环，尤其是环上周期斑点结构的出现是电子、空穴和激子相互关联和竞争的结果。

同原子的玻色-爱因斯坦凝聚研究相比，激子的玻色－爱因斯坦凝聚有其特殊性和更为广阔的应用前景：其一，在半导体中，激子的有效质量很小，在相同密度条件下，激子凝聚可以在比原子的玻色－爱因斯坦凝聚转变温度高得多的温度发生，可达到1K的量级，使用液氦制冷就能够达到，不需要复杂的激光冷却过程，比实现原子的玻色－爱因斯坦凝聚容易得多。其二，稀薄激子气体的凝聚状态和原子的玻色－爱因斯坦凝聚相似，而高密度的激子凝聚状态和BCS超导状态相类似，所以激子的玻色－爱因斯坦凝聚研究也提供了研究玻色－爱因斯坦凝聚体向BCS超导转变的一种手段。其三，激子玻色－爱因斯坦凝聚体的载体是半导体量子阱，而半导体具有人工物性裁剪的特点，所以激子波色－爱因斯坦凝聚最有希望在大功率、低功耗发光器件中得到应用。

图1：强激光束照射点（中间的大量点）周围出现的发光外环和环上出现的周期激子发光斑点。