Bose Einstein-kondensat dök upp 1995 som ett exempel på ett otroligt kallt femte tillstånd av materia, en supervätska. Vårt universum består av gas, vätska, fast och plasma, men fysiken förutspår en annan form av materia som inte existerar naturligt. Partiklarna i Bose Einstein-kondensatet har den kallaste temperaturen som möjligt, 0 grader Kelvin, eller absolut noll. Följaktligen uppvisar partiklar i detta tillstånd unika, till och med bisarra, egenskaper.
1924 teoretiserade fysikerna Satyendra Nath Bose och Albert Einstein att detta andra tillstånd av materia måste vara möjligt. Einstein förklarade Boses idéer om ljusets beteende när det agerar som vågor och partiklar. Han tillämpade den konstiga statistiken som beskrev hur ljus kan smälta samman till en enda enhet (nu känd som en laser) och undrade hur det kan påverka partiklar med massa. Men de var många år från att ha tillräckligt sofistikerade instrument för att testa teorin om partiklar som kondenserar till ett nytt tillstånd.
När Carl Wieman och Eric Cornell kylde rubidium-87 till inom miljarddelar av en absolut nollgrad föddes Bose Einstein-kondensat (BEC). De var tvungna att vara försiktiga och kreativa för att kyla dessa speciella partiklar, kända som bosoner, med hjälp av en kombination av lasrar och magneter. För sina ansträngningar belönades de med Nobelpriset 2001. Vi kan ännu inte kyla partiklar så att deras rörelse på grund av värme stannar helt (sann absolut noll), men att få dem till mindre än en miljondels grad Kelvin räcker för att visa egenskaperna hos Bose Einstein kondensat.
Det som skiljer bosoner från andra partiklar är deras heltals ”spin”, i motsats till vanliga partiklar. De separata elektronerna i sammansatta bosoner tenderar att uppta exakt samma energinivå samtidigt, vilket betyder att atomerna har smält samman till exakt samma enhet. Vi kan titta på denna enda enhet och se en luddig punkt, istället för flera separata atomer. Andra bosoner, som helium-4, kan också tvingas in i en BEC.
När bosoner kollapsar sina identiteter till en enda identitet visar de oss visuellt våg-partikeldualiteten på ett nytt sätt. BEC, med sin likhet med lasrar, skulle kunna revolutionera vissa teknologier. Deras karakteristiska superfluiditet innebär att de flyter utan att förlora någon energi till friktion, så de är en effektiv energikälla. I framtiden kan de användas för att etsa på nanonivå eller accelerera materia nära ljusets hastighet.