Uno stato della materia in cui gli atomi o le particelle vengono raffreddati a energie così basse da “condensare” in un singolo stato quantico.Gli atomi sono di natura bosonica; cioè, il loro spin totale deve possedere un valore integrale, come 0, 1, 2. Le particelle, come tutto, hanno proprietà d’onda, come la lunghezza d’onda. Il trucco sta entrando in un regime in cui emergono le proprietà dell’onda. La lunghezza d’onda (chiamata lunghezza d’onda di Debroglie) di un atomo è correlata alla sua temperatura: più freddo è l’atomo, più lunga è la lunghezza d’onda., A temperatura ambiente, gli atomi possono essere trattati come palle da biliardo che rimbalzano. A basse temperature, le lunghezze d’onda diventano più lunghe e quindi le proprietà dell’onda diventano rilevanti. Per temperature sufficientemente basse, alcuni milionesimi di grado sopra la temperatura zero, gli atomi bosonici diventano effettivamente onde sovrapposte che condividono la stessa fase. Gli atomi diventano un BEC, che ha un comportamento meccanico quantistico.
Il fenomeno BEC fu predetto per la prima volta da Satyendra Bose e Albert Einstein nel 1920, da cui il nome. BEC è stato notato per la prima volta di esistere in elio liquido., Per la loro osservazione dei BEC nei gas atomici neutri diluiti, Eric Cornell del NIST / JILA, Wolfgang Ketterle del MIT e Carl Wieman del Colorado/JILA hanno ricevuto il premio Nobel per la fisica nel 2001. Mentre BEC è più spesso utilizzato nel contesto di atomi neutri, la particella bosone può naturalmente essere qualcosa di diverso da un atomo. Esempi di queste specie non atomiche includono coppie di Cooper, coppie di elettroni che partecipano allo stato superconduttore; o eccitoni, costituiti da una coppia elettrone-foro.