محققان ناسا حالت جدیدی از ماده را کشف کردند که حالت چگالیده فرمیونی نام دارد. طی مدت زمان طولانی ماده را به سه حالت می شناختند که عبارت بودند از جامد، مایع و گاز. اما امروز می دانیم که این سه حالت تنها نیمی از حالت های شناخته شده هستند و حداقل شش حالت برای ماده وجود دارد. این شش حالت عبارتند از جامد، مایع، گاز، پلاسما، حالت چگالیده، بوز _ اینشتین و حالت چگالیده فرمیونی. دکتر جین دبورا (Jin Deborah) سرپرست گروه دانشمندانی که چگالش فرمیونی را کشف کردند، درباره یافته های جدید می گوید: دسامبر سال گذشته، زمانی که حالت جدید را کشف کردیم برای ما اوقات هیجان انگیزی بود گروه ما هم به خاطر هیجان ناشی از پیشرفت های چشمگیر و هم به خاطر رقابت فشرده برای کشف حالت جدید، بسیار سخت کار می کرد تا اینکه نتیجه دلخواه به دست آمد.اگر از دانش آموزان دوره دبیرستان خواص معمولی مواد را بپرسید، در پاسخ می گویند جامد ها شکل ثابتی دارند و از نظر فیزیکی سخت هستند اما قابلیت خرد شدن را هم دارند. مایعات به آسانی جریان می یابند اما متراکم کردن آنها بسیار سخت است ودر هر ظرفی قرار بگیرند شکل آن ظرف را به خود می گیرند. گاز ها کمترین چگالی را در مقایسه با سایر حالات دارند و به آسانی متراکم می شوند. گاز ها نه تنها در هر ظرفی قرار بگیرند شکل ظرفی را به خود می گیرند، بلکه در تمام حجم ظرف پراکنده می شوند و تمام فضای ظرف را اشغال می کنند. چهارمین شکل ماده پلاسماست. این حالت تقریباً گاز مانند است اما اتم های سازنده پلاسما به الکترون ها و یون ها شکافته شده اند. خورشید نمونه ای از حالت پلاسما است. در واقع بیشتر ماده جهان به شکل پلاسما است. پلاسما ها معمولاً بسیار داغ هستند از این رو نمی توان پلاسما را تولید و در ظرف های معمولی نگهداری کرد. پلاسما را با استفاده از میدان مغناطیسی می توان در یک محدوده از فضا حبس کرد.پنجمین شکل ماده، حالت چگالیده بوز _ اینشتین است که در سال 1995 کشف شد. این حالت از ماده زمانی پدید آمد که دانشمندان موفق شدند بوز ون ها را تا دمایی بسیار پایین سرد کنند. در دماهای بسیار پایین، بوزون ها به صورت سوپر ذرات منفردی درمی آیند که بیشتر از آنکه ذره مادی باشند موج مانند به نظر می رسند. این حالت از ماده بسیار شکننده است و نور به آهستگی از میان آن عبور می کند. پس از چند سال از کشف حالت چگالیده بوز _ اینشتین، اینک حالت چگالیده فرمیونی هم به حالت های قبلی اضافه شده است. این شکل از ماده چنان بدیع است که هنوز اغلب خواص آن ناشناخته است. اما آنچه که مسلم است این حالت هم در دمای بسیار پایین قابل دسترسی است. دکتر جین و همکارانش برای دستیابی به این حالت جدید، تعداد 500 هزار اتم پتاسیم با عدد جرمی 40 را تا دمایی کمتر از یک میلیونیوم کلوین سرد کردند. این دما بسیار نزدیک به صفر مطلق است. در این حالت اتم های پتاسیم بدون آنکه چسبندگی میان آنها وجود داشته باشد، به صورت مایع جریان یافتند. پایین تر ازاین دما چه اتفاقی می افتد؟ جواب این سئوال را کسی نمی داند. دانشمندان در حال حاضر برای یافتن پاسخ این سئوال به تحقیق مشغول هستند. حالت چگالیده فرمیونی تا حدی شبیه چگالش بوز اینشتین است.هر دو حالت از اتم هایی تشکیل شده اند که این اتم ها در دمای پایین به هم می پیوندند و جسم واحدی را تشکیل می دهند. در چگالش بوز اینشتین اتم ها از نوع بوزون هستند در حالی که در چگالش فرمیونی اتم ها فرمیون هستند. تفاوت میان بوزون ها و فرمیون ها چیست؟رفتار بوزون ها به گونه ای است که تمایل دارند با هم پیوند برقرار کنند و به هم متصل شوند. یک اتم در صورتی که حاصل جمع تعداد الکترون، پروتون و نوترون هایش زوج باشد. بوزون است به عنوان مثال اتم های سدیم بوزون هستند زیرا اتم های سدیم در حالت عادی یازده الکترون، یازده پروتون و دوازه نوترون دارند که حاصل جمع آنها عدد زوج 34 می شود. بنابراین اتم های سدیم این قابلیت را دارند که در دماهای پایین به هم متصل شوند و حالت چگالیده بوز اینشتین را پدید آورند اما از طرف دیگر فرمیون ها منزوی هستند. این ذرات طبق اصل طرد پائولی هنگامی که در یک حالت کوانتومی قرار می گیرند همدیگر را دفع می کنند و اگر ذره ای در یک حالت کوانتومی خاص قرار گیرد مانع از آن می شود که ذره دیگری هم بتواند به آن حالت دسترسی یابد.هر اتم که حاصل جمع تعداد الکترون، پروتون و نوترون هایش فرد باشد، فرمیون است. به عنوان مثال، اتم های پتاسیم با عدد جرمی 40 فرمیون هستند زیرا دارای 19 الکترون، 19 پروتون و 21 نوترون هستند و حاصل جمع این سه عدد برابر 59 می شود. دکتر جین و همکارانش بر پایه همین خاصیت انزوا طلبی فرمیون ها روشی را پیش گرفتند و از میدان های مغناطیسی کنترل شونده ای برای انجام آزمایش ها استفاده کردند.