Vật chất có bao nhiêu trạng thái? Khi còn nhỏ, bạn từng được dạy rằng có 3 dạng vật chất phổ biến nhất: rắn, lỏng và khí.
      Cả 3 dạng này đều tồn tại khá phổ biến trên bề mặt hành tinh.Chúng đều dựa trên những nguyên tử trung hòa, vốn là những giới hạn mà vũ trụ bao la không hề bị ràng buộc.
      Sau này học lên cao hơn , thì chúng ta còn biết đến trạng thái thứ 4 của vật chất. Plasma, trạng thái phổ biến nhất của vũ trụ, nhưng mà đừng có xem nó là trạng thái cuối cùng. Ngoài ra còn 2 trạng thái khác nữa: ngưng tụ Bose-Einstein và ngưng tụ Fermionic, tức trạng thái thứ 5 và thứ 6 của vật chất.
6 dạng vật chất sắp xếp theo mức năng lượng
6 dạng vật chất sắp xếp theo mức năng lượng
      Trên Trái đất, mọi thứ đều được cấu thành từ các nguyên tử. Một số nguyên tử kết hợp với nhau để tạo nên các phân tử nhưng mà ở đây chúng ta sẽ bước vào thế giới hạ nguyên tử: thế giới của các hạt nhỏ hơn cả nguyên tử. Bạn có lẽ đã gặp một trong số chúng: electron, một trong những hạt nền tảng của mô hình chuẩn về vật lý hạt.
Mỗi hạt trong vũ trụ, bất kể là hạt cơ bản hay hạt tổng hợp, đều rơi vào một trong hai loại:
Fermion: Đây là một hạt mà khi chúng ta đo đạc spin của nó sẽ luôn thu được các giá trị được lượng tử hóa thành các giá trị bán nguyên của hằng số Planck: ±1/2, ±3/2, ±5/2…
Boson: Đây là một hạt mà khi chúng ta đo đạc spin của nó sẽ luôn thu được các giá trị được lượng tử hóa thành các giá trị nguyên của hằng số Planck: 0, ±1, ±2…
Trong toàn bộ vũ trụ chúng ta đã biết, không có bất kì hạt nào rơi vào trạng thái nào khác do spin chỉ rơi vào một là số nguyên và một là số bán nguyên, không có tồn tại giá trị ±1/3, ±2/3, … do hệ toán tử Planck. Nên mọi thứ chúng ta đã từng đo đạc được hoặc là một Fermion, hoặc là một Boson. 
Trong trường hợp này ta có fermion tuân theo Nguyên tắc loại trừ Pauli, còn boson thì không. (vậy tại sao nó lại không tuân theo? các bạn có thể liên hệ fanpage chúng mình nhé ).
Nguyên tắc loại trừ Pauli nói rằng không có hai fermion nào có thể tồn tại dưới cùng một trạng thái lượng tử giống nhau. Nhưng với các boson, điều này không chính xác:
Bạn có thể đưa bao nhiêu boson vào trạng thái cơ bản tùy thích, không có giới hạn nào.
Nếu bạn tạo ra các điều kiện vật lý phù hợp – như hạ nhiệt độ của một hệ thống các boson và chuyển chúng sang một địa điểm vật lý như nhau – số lượng boson bạn có thể đưa vào trạng thái năng lượng thấp nhất là vô hạn. Khi bạn đạt được điều này, trong đó các boson đều ở cùng trạng thái lượng tử năng lượng thấp nhất như nhau, bạn đã đạt được trạng thái thứ 5 của vật chất: ngưng tụ Bose-Einstein.
 Trạng thái này lần đầu tiên được tạo ra khi làm lạnh khí nguyên tử Rubidi ở phòng thí nghiệm JILA của Đại học Colorado ở Boulder đến nhiệt độ 170 nanokelvin (nK) (1,7 x 10−7 K) bằng tia lazer. Người ta thu được kết quả như sau:
Màu đỏ và vàng chỉ hạt chuyển động nhanh, màu xanh và trắng chỉ hạt chuyển động chậm. Bên trái là ảnh là các nguyên tử trước khi ngưng tụ (a), ảnh giữa là ngay sau khi ngưng tụ (b), và ảnh cuối cùng là khi hạ nhiệt độ xuống thấp hơn, sự ngưng tụ diễn ra rõ hơn (c).
Màu đỏ và vàng chỉ hạt chuyển động nhanh, màu xanh và trắng chỉ hạt chuyển động chậm. Bên trái là ảnh là các nguyên tử trước khi ngưng tụ (a), ảnh giữa là ngay sau khi ngưng tụ (b), và ảnh cuối cùng là khi hạ nhiệt độ xuống thấp hơn, sự ngưng tụ diễn ra rõ hơn (c).
Vậy làm sao bạn có thể đạt được trạng thái thứ 6 của vật chất: một ngưng tụ Fermionic?
Ngưng tụ Fermionic thì đòi hỏi nhiệt độ thấp hơn ngưng tụ Bose-Einstein nhưng chúng cũng hoạt động như một chất siêu lỏng. Tuy nhiên, để tạo ra một ngưng tụ Fermionic từ vật chất, bạn phải đạt được những điều kiện không tưởng: nhiệt độ dưới 50 nanokelvin cùng một từ trường biến đổi theo thời gian. Vì bản chất của hạt Fermionic có tính chất trái ngược với hạt Boson, nên tính chất của ngưng tụ Fermionic cũng trái ngược theo. 
Các hạt ở vùng ngưng tụ chuyển động nhanh hơn các hạt ở ngoài trái ngược hoàn toàn so với ngưng tụ Bose-einstein.
Các hạt ở vùng ngưng tụ chuyển động nhanh hơn các hạt ở ngoài trái ngược hoàn toàn so với ngưng tụ Bose-einstein.

Các ví dụ về Fermionic: 

Vào năm 1971, Helium-3 (có ít hơn 1 neutron so với Helium thông thường) đã được chứng minh là có thể biến thành một chất siêu lỏng ở nhiệt độ dưới 2.5 millikelvin.
 Năm 2003, phòng thí nghiệm của nhà vật lý học Deborah Jin đã tạo ra được ngưng tụ Fermionic đầu tiên dựa trên nguyên tử bằng cách sử dụng một từ trường mạnh cùng với nhiệt độ siêu lạnh để đưa các nguyên tử vào trạng thái mới lạ này. 
 Bạn có cảm thấy vật chất và vũ trụ đang còn tồn tại nhiều điều bí ẩn không? Hãy để lại bình luận và trao đổi thêm về 2 trạng thái mới này với chúng mình nhé !!!!
Nhưng mà mình chưa nói đây là những trạng thái cuối cùng đâu, còn rất rất nhiều trạng thái khác trong tương lai mình sẽ tiếp tục nghiên cứu tiếp :)))) hehe
Tài liệu tham khảo:
https://vnreview.vn/thread-old/trang-thai-thu-5-va-thu-6-cua-vat-chat-la-gi.3190610   
https://www.youtube.com/watch?v=okZmnB3Hhb4    https://www.youtube.com/watch?v=u8wNSVxYZGI