凝聚態物理學是研究凝聚態物質的物理性質與微觀結構以及它們之間的關系,即通過研究構成凝聚態物質的電子、離子、原子及分子的運動形態和規律,從而認識其物理性質的學科。
壹方面,它是固體物理學的向外延拓,使研究對象除固體物質以外,還包括許多液態物質,諸如液氦、熔鹽、液態金屬,以及液晶、乳膠與聚合物等,甚至某些特殊的氣態物質,如經玻色-愛因斯坦凝聚的玻色氣體和量子簡並的費米氣體。
另壹方面,它也引入了新的概念體系,既有利於處理傳統固體物理遺留的許多疑難問題,也便於推廣應用到壹些比常規固體更加復雜的物質。
起源發展:
凝聚態物理學起源於19世紀固體物理學和低溫物理學的發展。19世紀,人們對晶體的認識逐漸深入。1840年法國物理學家A·布拉維導出了三維晶體的所有14種排列方式,即布拉維點陣。
1912年,德國物理學家馮·勞厄發現了X射線在晶體上的衍射,開創了固體物理學的新時代,從此,人們可以通過X射線的衍射條紋研究晶體的微觀結構。
19世紀,英國著名物理學家法拉第在低溫下液化了大部分當時已知的氣體。1908年,荷蘭物理學家H·昂內斯將最後壹種難以液化的氣體氦氣液化,創造了人造低溫的新紀錄-269 °C(4K),並且發現了金屬在低溫下的超導現象。
超導具有廣闊的應用前景,超導的理論和實驗研究在20世紀獲得了長足進展,臨界轉變溫度最高紀錄不斷刷新,超導研究已經成為凝聚態物理學中最熱門的領域之壹。