《自然》：實驗發現最少7個光子就可以產生玻色-愛因斯坦凝聚態

物理學家剛剛進行了一次奇怪的粒子實驗，僅僅七個光子組成的粒子行爲同數十億的粒子羣體的行爲非常相似。

物質在更大的尺度上的變化,稱爲相變, 例如水變成了固體冰或蒸汽。科學家們過去在大量的分子中觀察到這樣的行爲, 但從未在如此小的集羣裏發現。

在9月10日發表在《自然》雜誌上的一項新研究中, 研究人員在由七個光子組成的系統中觀察到相變。這是一種被稱爲玻色-愛因斯坦凝聚態（BEC）的奇異物理狀態。這是物質在超低溫條件下所能達到的物理狀態，在這種狀態下，粒子開始混合在一起，並一致地行動，呈現出氣態的，超流性的物質狀態。

因爲光子是一束光，它們是由能量構成的，它們經歷相變過程這個想法真的很奇怪。但早在2010年，一組德國研究人員發現，光粒子可以被誘導成如同上文提到的BEC的物理行爲，就像它們的物質粒子一樣。

爲了捕獲光子，這些研究人員建造了一個小的鏡面室，並用彩色燃料填充。當光粒子撞到染料顆粒時，染料粒子就會吸收光粒子並重新發射，所以光子需要更長的時間才能穿過腔室，這樣研究人員有效地減慢了它們的速度。

當光子撞擊房間的鏡像牆時，光子會在不被吸收或逃避的情況下彈開。所以這個房間實際上是一個有效的空間，研究人員可以讓光子變得遲緩，把它們放在近距離處觀察。在這種情況下，物理學家發現光子會像物質一樣相互作用，並表現出像玻色-愛因斯坦凝聚態BEC一樣的行爲。

在最近的實驗中,研究人員想弄清楚如果光子發生相變所需的最小數量。他們使用一種精細調諧的激光，將光子泵入一個類似的充滿染料的鏡子陷阱，並觀察這種混合物以確定BEC現象何時會出現。他們實驗發現，平均只需要7個光子，光子就會產生BEC——它們開始表現得像一粒。對於相變來說，這是必要的一個新的低標準粒子計數。