Ein Zustand der Materie, in dem Atome oder Teilchen auf so niedrige Energien gekühlt werden, dass sie zu einem einzigen Quantenzustand „kondensieren“.Die Atome sind bosonischer Natur; Das heißt, ihr Gesamtspin muss einen integralen Wert wie 0, 1, 2 besitzen. Partikel haben wie alles Welleneigenschaften wie Wellenlänge. Der Trick besteht darin, in ein Regime zu gelangen, in dem die Welleneigenschaften auftauchen. Die Wellenlänge (Debroglie—Wellenlänge genannt) eines Atoms hängt mit seiner Temperatur zusammen-je kälter das Atom, desto länger die Wellenlänge., Bei Raumtemperatur können Atome wie herumspringende Billardkugeln behandelt werden. Bei niedrigen Temperaturen werden die Wellenlängen länger und so werden die Welleneigenschaften relevant. Bei ausreichend niedriger Temperatur, einige Millionstel Grad über Null Temperatur, werden die bosonischen Atome effektiv überlappende Wellen, die die gleiche Phase teilen. Die Atome werden zu einem BEC, das quantenmechanisches Verhalten hat.
Das BEC-Phänomen wurde erstmals von Satyendra Bose und Albert Einstein in den 1920er Jahren vorhergesagt, daher der Name. BEC wurde zuerst bemerkt, um in flüssigem Helium zu existieren., Für ihre Beobachtung von BECs in verdünnten neutralen Atomgasen erhielten Eric Cornell von NIST/JILA, Wolfgang Ketterle vom MIT und Carl Wieman von Colorado/JILA 2001 den Nobelpreis für Physik. Während BEC am häufigsten im Zusammenhang mit neutralen Atomen verwendet wird, kann das Bosonteilchen natürlich etwas anderes als ein Atom sein. Beispiele für diese nichtatomaren Spezies sind Cooper-Paare, Elektronenpaare, die am supraleitenden Zustand teilnehmen; oder Exzitonen, bestehend aus einem Elektron-Loch-Paar.