根据分子运动论，在常温下一切原子、分子都在高速运动．以空气中的氢分子为例，室温下平均以
1100 m/s的速率运动，即使将温度降到3 K，它仍以110 m/s的速率运动．这样高速运动的粒子很难观察，更难进行精确测量．另外，随着温度的降低，众多原子通常会凝结成液体或固体，从而原子间产生强烈的相互作用，其结构和基本性能将发生显著变化．如何使原子分子的运动速度降至极小甚至接近于零，又使他们保持相对独立（相互作用很弱），这是物理学上的一个难题[2]
当原子以速度V逆着激光运动时，由于多普勒效应，共振吸收光子的频率是ν=ν0(1−V/c)，原子吸收光子后因自发辐射而回到初态，然后再吸收光子，再自发辐射……每次吸收一个光子，原子都在其运动方向上损失一部分动量，而每次自发辐射所发射光子的方向却是随机的．由于吸收光子时原子在其运动方向的动量减小，而辐射光子时原子动量变化量的平均值为零，所以多次吸收–自发辐射之后原子被减速，这种冷却机制称为“多普勒冷却
理论上玻色—爱因斯坦凝聚（BEC）应该是动量为零的态，意味着德布罗意波长无限长，同时根据不确定原理位置不确定度也是无限大。（当然对于自由粒子来说无论是否处在BEC态，只要它动量不确定度为零，它的位置不确定度一定是无限大。这也反应在场量子化的结果里面）
实验上BEC动量不为零（热力学第三定律限制），但是非常非常接近于零，或者说是近乎完美的BEC。
目前实验上多用Rb-87原子做BEC，激光冷却后再在势阱里做蒸发冷却，踢出较热的原子。当剩下的原子温度低到几百nK时，就可相变到玻色—爱因斯坦凝聚体了。因为原子的德布罗意波长
。几百nK的温度时，最可几动量对应的德布罗意波长大概是 微米量级，足够CCD来观测。同时原子团在空间上也被势阱压缩到微米量级，达到了位置不确定度的极限（即
）。于是一堆原子的波函数就会overlap在一起，形成很尖的分布（即不再是热原子的Maxwell分布，而是Tomas-Fermi分布）。当势阱撤掉时，在CCD上你会看到这团原子在几个毫秒内不会像热原子一样扩散，而是保持形状，因为德布罗意波长足够长，一直在overlap，处在最小的位置不确定度里。过几十个毫秒彻底退相干了，这团原子才会散开。
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