凝聚态物理最简单的解释就是固体与液体，固体研究的相对比较清楚，液体则很难研究——比如让你去计算出酒精的粘滞系数，这个就不好算费米子凝聚态。
固体则分为半导体、导体、绝缘体与超导体等。当然还有一些比较奇怪的固体，那就是拓扑绝缘体，这玩意表面导电，但内部不导电。这些都属于凝聚态物理学研究的范围。
凝聚态物理学与材料物理是很有关系的，相当于是研究各种材料的性质，比如陶瓷的性质，比如玻璃的性质。这些东西都属于凝聚态物理学，因此这是一个巨大的研究领域。
再说说中国的凝聚态物理学处于什么水平。中国的凝聚态物理学的重镇是中科院物理所，其中物理所的超导研究是很不错的，在铁基超导与铜基超导上一直是国际的第一梯队。而最近物理所搞的那个外尔费米子的研究也是领导潮流的。
除了物理所，清华大学的凝聚态物理学也非常不错，比如薛其坤院士在清华的分数量子反常霍尔效应的实验也做得很成功。
宇宙最高温度是1.4亿亿亿亿度，为何最低温却只有-273度
理论上，温度并不存在上限，温度能够达到任意高的程度，可以远超1.4亿亿亿亿度。但温度存在一个理论下限，大约为-273.15摄氏度。那么，为什么温度没有上限？为什么宇宙中出现过的最高温度是1.4亿亿亿亿度？为什么温度又会有下限呢？
事实上，所有这些问题与温度的产生机制有关系。无论什么物体，从微观角度来看，它们都由原子、分子或者离子组成。根据相对论和量子力学，构成物体的各种粒子不是绝对静止的。因为相对论表明，宇宙中的参照系都是平权的，没有绝对静止的参照系。而且不确定性原理也禁止出现绝对静止的情况，一旦粒子绝对静止，它们的不确定性消失，其位置和动量会被完全确定下来。
因此，粒子必然会做永不静止的热运动。粒子热运动会让宏观物体产生热量，为了衡量这种冷热程度，就需要温度这个参数。粒子热运动的剧烈程度越大，平均动能越大，宏观物体的温度就越高。
理论上，当粒子热运动完全停歇时，温度将会达到最低的绝对零度。根据实验的测量，可以计算出最低温度约为-273.15摄氏度。在热力学中，最低温度被定义为0开氏度。
另一方面，虽然狭义相对论禁止有质量粒子的运动速度达到光速，但这并不意味着它们的动能不会无限增加。根据狭义相对论，随着粒子的运动速度无限趋于光速，它们的动能也会趋于无穷大，所以温度也会随之趋于无限高。
但在宇宙中，温度从来没有达到过无限高。根据标准宇宙模型，宇宙的最高温度出现在138亿年前宇宙创生的最初时刻，这个温度是普朗克温度，其大小约为1.4×10^32度，即1.4亿亿亿亿度。
在普朗克温度下，宇宙中已知的一切物质、原子和基本粒子都无法存在，已知的四种基本力将会统一在一起。在现有的理论中，人类所能理解和描述的最高温度是普朗克温度。如果想要知道比普朗克温度更高的温度是怎样的，需要量子引力理论。但迄今为止，广义相对论还未能完成量子化，它尚未与量子力学相统一。
玻色-爱因斯坦凝聚是什么样的费米-狄拉克凝聚呢
基本粒子分为两类，玻色子和费米子。自旋为0和正整数的粒子是玻色子，自旋是半奇数的粒子是费米子。比如电子和夸克是费米子，光子是玻色子。
在量子力学中，物理系统的运动状态用波函数ψ表示，假设物理系统是由一个粒子构成的，这个波函数很好写，就是ψ(x,t)，x表示位置，ψ的平方表示粒子出现在x位置的几率。
单粒子波函数随时间的演化符合薛定谔方程：Hψ=Eψ
这里H是哈密顿算符，由经典物理中的哈密顿量而来，哈密顿量一般写作：H=T+V（动能加势能），我们只需要把H中的动量用动量算符替代，位置用位置算符替代就可以得到哈密顿算符。
（上图表示低温下谐振子势井中的多玻色子系统和多费米子系统）
假设物理系统有好几个粒子，系统的哈密顿量可表示为
h是单粒子哈密顿量，单粒子的薛定谔方程hψ=εψ一般来说比较好解。比如几个电子被束缚在一维无限深势井中运动，对每一个电子来说hψ=εψ解出来就是一系列单粒子的分立能级εn，对应单粒子的本征函数ψn。
电子和电子之间存在排斥的库伦相互作用V(i,j)，这使得几个电子的问题变得难以求解，但作为第一步我们可以考虑V=0的情况。
假设系统里面只有两个电子，一个电子处于εm能级，另一个电子处于εn能级，此时两电子的波函数Ψ可表示为方阵的样子
这个形式容易被推广到好几个电子。我们把上式展开写：
对费米子来说，波函数要符合交换反对称条件：PΨ(1,2)=-Ψ(2,1)。对应到这个式子里就是m与n互换，波函数前面出现负号。
因为这个缘由，多费米子的波函数，不能占据相同的量子态。在这里量子态是用m，n来标记的，如果m=n的话，波函数Ψ就是0了。这就是泡利不相容原理。
对于玻色子来说，波函数需符合交换对称条件PΨ(1,2)=Ψ(2,1)。我们很容易把符合这个条件的波函数写出来。如果m不等于n，
对玻色子来说，m=n也是允许的，
波函数Ψ(n,n)满足交换对称条件。此时系统的总能量是E=2εn。
对多玻色子系统而言，由于多粒子波函数允许所有粒子处于相同量子态。多玻色子系统的基态（能量最低的态）E0，是所有粒子都处在（单粒子的基态）ε0的态，这就是玻色-爱因斯坦凝聚。
实际做实验的时候，我们可以让一个多玻色子系统降温，当温度降到临界温度Tc的时候，ε0态上开始出现凝聚，这个过程就好像水蒸气凝结，开始的时候都是蒸汽，温度降低到一定温度的时候，水蒸气开始逐渐凝聚。温度越低，玻色子在ε0态上聚集的越多。
这里凝聚指的是有多个粒子处在ε0态，粒子的空间几率分布应该是这个量子态波函数绝对值的平方，所以玻色凝聚并非指的是多个粒子聚集在实空间中的一个点上。
那么费米凝聚指的又是什么呢？
正如前面所说，多费米子系统中，两个费米子是无法占据相同量子态的，照道理不可能发生凝聚。
但我们刚刚没有考虑粒子和粒子之间的相互作用V，在多体系统中，这个V可以是很微妙的，比如对存在电声子相互作用的系统，电子和电子之间会存在有效的吸引，并导致配对，两个电子配对后，作为复合粒子，它的自旋可能是0或1。
这个（由两个费米子配对形成的）复合粒子是玻色子，因此也可发生玻色凝聚，我们有时管这种因费米子配对导致的凝聚称为费米凝聚。
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