氦-3是一种费米子，即一种像质子、电子和中子一样的粒子 ， 它们所遵守的统计规则要求，在一组相同的粒子中，占据一个特定量子态的粒子可能不超过一个 。费米子相互排斥（该现象被称为“反集束”现象） 。不过，氦-4却是一个玻色子 。玻色子同光子、介子和阿尔法粒子一样会聚集在一起，它们所遵守的统计规则允许任意数量的相同粒子占据同一量子态 。两种量子统计行为的证据都已经被单独观测到 ， 但此前没有一个实验对二者进行直接对比 。通过利用两种氦元素之间物理性质上的相似性，来自阿姆斯特丹自由大学和巴黎查理法布希实验室的一个研究小组在一个实验中成功地演示了原子的集束行为和反集束行为 。这是对量子统计效应所起作用的一次非常壮观的演示，并且还有可能导致关于冷原子的一些奇异的新的物理领域的诞生 。

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