很多有意思的物理現象都是在低溫下才出現的。因為溫度太高時，較大的熱擾動會使物質偏離基態。如果我們能將物質溫度降到足夠低，物質就會顯示出基態的性質。這時候，量子效應成為主導。

最熟知的就是超導了。超導體在進入超導態之後會具有兩個性質：零電阻性質和完全抗磁性。零電阻很容易理解，就是超導態的物質電阻為零，在通入電流時不會產生任何的熱以及耗散，這樣即使沒有外界的能量驅動，超導體內的電流也可以一直存在下去。超導體的另一個性質是完全抗磁性。說的是超導態的物質不允許有任何磁感線進入體內。如果強行把超導體放入磁場中，完全抗磁性會讓超導體懸浮起來。

還有一種很神奇的物質狀態叫超流。氦-4的溫度在降到2.17K時會進入超流態，後來人們發現氦-3在足夠低的溫度也可以進入超流態。超流態具有很多人們平時想到不到的神奇性質。比如，超流態的氦能沿著極細的毛細管流動而不呈現任何粘滯性；如果將一個薄盤懸掛並浸入超流氦中，圓盤轉動時將不會受到任何阻力（這讓我想起了很多人喜歡玩的指尖陀螺）。而且超流態的氦還具有極好的導熱性，是室溫下銅的800倍。

圖1. 超流態的氦。杯子裡面的超流氦沿著杯壁爬升，然後從外壁流下落入下面的液氦池中

還有很多有意思的物理現象是在低溫下出現的。如果我們能在低溫下再加一個足夠強的磁場，會出現更豐富的物理現象。比如量子霍爾效應，包括整數量子霍爾效應和分數量子霍爾效應，量子自旋霍爾效應，反常量子霍爾效應等等。

如果在低溫下再給材料照一束鐳射，或者給材料加一個巨大的壓力又會出現什麼神奇的現象呢？這樣的問題是無窮無盡的。這就是凝聚態物理最吸引人的地方。大量的未知勾起了人們的好奇心，使一代代科學家為了實現各種物理效應或驗證某種物理理論而不懈地堅持。