Το συμπύκνωμα Bose Einstein εμφανίστηκε το 1995 ως παράδειγμα μιας απίστευτα ψυχρής πέμπτης κατάστασης της ύλης, ενός υπερρευστού. Το σύμπαν μας αποτελείται από αέριο, υγρό, στερεό και πλάσμα, αλλά η φυσική προβλέπει μια άλλη μορφή ύλης που δεν υπάρχει φυσικά. Τα σωματίδια στο συμπύκνωμα Bose Einstein έχουν την πιο κρύα δυνατή θερμοκρασία, 0 βαθμούς Kelvin, ή απόλυτο μηδέν. Κατά συνέπεια, τα σωματίδια σε αυτή την κατάσταση εμφανίζουν μοναδικά, ακόμη και παράξενα, χαρακτηριστικά.
Το 1924, οι φυσικοί Satyendra Nath Bose και Albert Einstein θεώρησαν ότι αυτή η άλλη κατάσταση της ύλης πρέπει να είναι δυνατή. Ο Αϊνστάιν εξέθεσε τις ιδέες του Bose σχετικά με τη συμπεριφορά του φωτός όταν ενεργεί ως κύματα και σωματίδια. Εφάρμοσε τις παράξενες στατιστικές που περιέγραφαν πώς το φως μπορεί να συγχωνευθεί σε μια ενιαία οντότητα (τώρα γνωστή ως λέιζερ) και αναρωτήθηκε πώς θα μπορούσε να επηρεάσει σωματίδια με μάζα. Αλλά απείχαν πολλά χρόνια από το να έχουν αρκετά εξελιγμένα όργανα για να δοκιμάσουν τη θεωρία των σωματιδίων που συμπυκνώνονται σε μια νέα κατάσταση.
Όταν ο Carl Wieman και ο Eric Cornell ψύξαν το ρουβίδιο-87 στα δισεκατομμυριοστά του βαθμού του απόλυτου μηδέν, γεννήθηκε το συμπύκνωμα Bose Einstein (BEC). Έπρεπε να είναι προσεκτικοί και δημιουργικοί για να ψύχουν αυτά τα ειδικά σωματίδια, γνωστά ως μποζόνια, χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό λέιζερ και μαγνητών. Για τις προσπάθειές τους, βραβεύτηκαν με το βραβείο Νόμπελ το 2001. Δεν μπορούμε ακόμη να ψύξουμε τα σωματίδια έτσι ώστε η κίνησή τους λόγω θερμότητας να σταματήσει εντελώς (πραγματικό απόλυτο μηδέν), αλλά αρκεί για να δείξουμε το να τα φτάσουν σε λιγότερο από το ένα εκατομμυριοστό του βαθμού Kelvin τις ιδιότητες του συμπυκνώματος Bose Einstein.
Αυτό που ξεχωρίζει τα μποζόνια από άλλα σωματίδια είναι ο ακέραιος «σπιν» τους, σε αντίθεση με τα κανονικά σωματίδια. Τα ξεχωριστά ηλεκτρόνια στα σύνθετα μποζόνια τείνουν να καταλαμβάνουν το ίδιο ακριβώς ενεργειακό επίπεδο την ίδια στιγμή, πράγμα που σημαίνει ότι τα άτομα έχουν συνενωθεί στην ίδια ακριβώς οντότητα. Μπορούμε να δούμε αυτή τη μονάδα και να δούμε ένα ασαφές σημείο, αντί για πολλά ξεχωριστά άτομα. Άλλα μποζόνια, όπως το ήλιο-4, μπορούν επίσης να εξαναγκαστούν σε ένα BEC.
Όταν τα μποζόνια καταρρέουν τις ταυτότητές τους σε μια ενιαία ταυτότητα, μας δείχνουν οπτικά τη δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου με έναν νέο τρόπο. Το BEC, με την ομοιότητά του με τα λέιζερ, θα μπορούσε να φέρει επανάσταση σε ορισμένες τεχνολογίες. Η χαρακτηριστική υπερρευστότητά τους σημαίνει ότι ρέουν χωρίς να χάνουν καμία ενέργεια από την τριβή, επομένως είναι μια αποδοτική πηγή ενέργειας. Στο μέλλον, μπορεί να χρησιμοποιηθούν για να χαράξουν σε νανοεπίπεδο ή να επιταχύνουν την ύλη κοντά στην ταχύτητα του φωτός.