Bose-Einstein-Kondensation (BEC) ist ein Phänomen, das in einem makroskopischen System von Bosonen (Teilchen, die der Bose-Einstein-Statistik gehorchen) bei niedrigen Temperaturen auftritt: Ein Nicht-Null-Anteil aller Teilchen im System (also eine makroskopische Anzahl von Teilchen) nimmt einen einzigen Ein-Teilchen-Zustand ein., Dies würde natürlich für ein System von unterscheidbaren, nicht wechselwirkenden Teilchen bei Nulltemperatur geschehen, aber in diesem Fall verschwindet das Phänomen, sobald die Temperatur mit der Energiespaltung zwischen dem Einzelteilchen-Grundzustand und dem ersten angeregten Zustand vergleichbar wird-eine Größe, die mit der Größe des Systems zu Null tendiert., Im Gegensatz dazu tritt bei BEC die makroskopische Besetzung bei allen Temperaturen unterhalb einer Übergangstemperatur auf, üblicherweise bezeichnet TC, die zwar eine Funktion intensiver Parameter wie Dichte und Wechselwirkungsstärke in der thermodynamischen Grenze konstant ist.
Der grundlegende Grund für das Auftreten von BEC liegt in der Anforderung, die sich aus Überlegungen der Quantenfeldtheorie ergibt, dass die Magnetwellenfunktion eines Systems identischer Bosonen unter dem Austausch von zwei beliebigen Teilchen symmetrisch sein sollte., Dies hat zur Folge, dass Staaten, die sich nur durch einen solchen Austausch unterscheiden, als identisch, d.h. nur einmal gezählt werden müssen. So wird zum Beispiel für ein System von N unterscheidbaren Objekten, die zwischen zwei Boxen aufgeteilt werden müssen, die Anzahl der Möglichkeiten, M von ihnen in eine Box zu setzen, durch die bekannte Binomialformel N gegeben!/(M!N — M!), für Bosonen gibt es genau eine Möglichkeit für jedes M. Der Effekt besteht darin, den „entropischen“ Faktor zu entfernen, der für unterscheidbare Objekte dagegen verstößt, einen großen Teil davon in einen einzigen Einpartikelzustand zu versetzen.
