Kada osoba osjeća nešto kao vruće ili hladno, ono što osjeća je energija koju objekt zrači zbog kretanja na molekularnoj skali. Na primjer, molekule u loncu s kipućom vodom kreću se mnogo brže od onih u kocki leda ili čaši hladne vode. Fizičari teoretiziraju da postoji temperatura na kojoj se molekularno gibanje zaustavlja, ili se svodi na tako nisku točku da nije u stanju prenijeti bilo kakvu energiju koja bi se mogla smatrati toplinom. Ova teoretska temperatura poznata je kao apsolutna nula.
Apsolutna nula je teoretska jer se nikada ne može postići. Znanstvenici su se, međutim, vrlo približili proizvodnji ove temperature u laboratorijima. Temperatura je zapravo -459.67°F (-273.15°C). Na Kelvinovoj ljestvici njegova vrijednost je 0°. Iako ova temperatura nikada nije bila dostignuta u laboratoriju ili promatrana u svemiru, znanstvenici su uspjeli promatrati neobično ponašanje i svojstva materije koja doseže temperature koje joj se približavaju.
Jedan od neočekivanih rezultata hlađenja tvari vrlo blizu apsolutne nule bilo je otkriće novog stanja materije. Čvrsto, tekuće i plinovito stanje uobičajena su stanja, ali kada tvar, posebno tekućina kao što je tekući helij, dosegne ove nevjerojatno niske temperature, gubi svu svoju viskoznost i postaje superfluid. Ove čudne tekućine pokazuju sposobnost strujanja protiv gravitacije i do određenog stupnja premještanja iz svojih spremnika u druge.
Druga faza materije, nazvana Bose-Einsteinov kondenzat, također se može proizvesti na ovim ekstremno niskim temperaturama. Bose-Einstein kondenzati se mogu vidjeti samo kada je temperatura uzorka dovedena na jednu milijardu od 1° apsolutne nule, i prema tome, samo najspecijaliziraniji laboratoriji mogu pokušati proučavati ovo krhko stanje materije. Također, ovi kondenzati su se do sada pravili samo od mikroskopski malih količina tvari, reda veličine oko 10,000 ili manje atoma. Oni su povezani sa superfluidima i ponašaju se na donekle sličan način, ali se obično proizvode iz tvari u plinovitom stanju.
Zakoni fizike koji upravljaju Bose-Einsteinovim kondenzatima nisu u potpunosti shvaćeni i čini se da dovode u pitanje stvari koje znanstvenici znaju o prirodi materije. Najbolji način za razumijevanje ovih kondenzata bez dubinskog poznavanja fizike jest razumjeti da kada materija dosegne ovu točku, atomi u njoj “kolapsiraju” u najniže moguće stanje energije, a također se počinju ponašati kao da nisu duže diskretne čestice, nego valovi. Pred fizičarima je još mnogo studija i istraživanja kako bi u potpunosti razumjeli ovo stanje materije, koje je prvi put uočeno tek 1995. godine.