Een Bose-Einsteincondensaat is een laag-energetische aggregatietoestand, die slechts voorkomt bij temperaturen nabij het absolute nulpunt.
In deze toestand overlappen de de Broglie-golven (materiegolven) van de deeltjes zodanig dat ze niet meer van elkaar onderscheiden kunnen worden en er één grote materiegolf, ook wel superatoom genoemd, waarneembaar is.

Deze toestand wordt ook wel de vijfde aggregatietoestand genoemd, naast vast, vloeibaar, gas en plasma.

Een Bose-Einsteincondensaat van interagerende deeltjes is supervloeibaar, hetgeen door Nikolaj Bogoljoebov theoretisch werd voorspeld en door de experimentele observatie van gekwantiseerde wervelingen (vortices) werd bewezen.

Deze kwantumfaseovergang was het eerst voorspeld in 1924 door Albert Einstein gebaseerd op het werk van Satyendra Nath Bose.
Het verschijnsel werd voor het eerst waargenomen in 1995 door de groep van Eric Cornell en Carl Wieman van JILA.
In 2001 kregen zij daarvoor, samen met Wolfgang Ketterle van het MIT de Nobelprijs voor de Natuurkunde.

In de klassieke mechanica beschouwt men de objecten waarvan men de plaats en snelheid wil weten als hele kleine bolletjes.
Bijvoorbeeld om te beschrijven hoe biljartballen over een biljarttafel bewegen.
Als men de bewegingen, of de plaats van hele kleine deeltjes zoals atomen of nog kleiner wil beschrijven, of in geval van extreem lage temperaturen, dan lukt dat niet goed met deze klassieke mechanica.
Men zou zich de atomen dan beter als een vage vlek kunnen voorstellen.
De vlek is eigenlijk een golf-pakketje, dat wil zeggen de plaats in de ruimte waarvan men verwacht het atoom/deeltje aan te treffen.
Deze benadering is afkomstig van de kwantummechanica. Als een groep atomen steeds kouder wordt gemaakt, dan nemen de afmetingen van hun golf-pakketje steeds toe.
Zolang de golf-pakketjes bij elkaar uit de buurt blijven, is het mogelijk de verschillende atomen waar te nemen.
Als de temperatuur maar laag genoeg wordt gemaakt, dan gaan de golf-pakketjes van de atomen overlappen met die van de buur-atomen.
Tijdens dit proces zijn de atomen aan het “Bose-Einsteincondenseren”, waarbij ze in een situatie met een zo laag mogelijke energie komen.
De golf-pakketjes overlappen op een gegeven moment dusdanig, dat ze overgaan in 1 golf-pakket.
De atomen bevinden zich dan in een kwantum identiteitscrisis: de verschillende atomen zijn dan namelijk niet meer van elkaar te onderscheiden.

Een ideaal gas is een idealisering van de werkelijkheid waarbij de interacties tussen de moleculen in het gas verwaarloosd worden, zodanig dat enkel nog de kinetische energie van de moleculen in rekening gebracht moet worden.
Om als goede benadering gebruikt te kunnen worden moeten de afstanden tussen de moleculen groot en de interacties (aantrekkende of afstotende krachten) zwak zijn.
(Hoewel ze niet in rekening gebracht worden, zijn deze interacties wel noodzakelijk om een thermodynamisch evenwicht te kunnen verkrijgen.)
Een dergelijk ideaal gas dat zich volgens de wetten van de klassieke fysica gedraagt wordt een klassiek ideaal gas genoemd.