首先來說一下哪些是匯聚態化學。
匯聚態化學是化學學的一個分支，它的主要研究對象就是匯聚態物質。哪些是匯聚態物質呢？顧名思義，就是粒子之間黏結在一起形成互相作用的狀態。具體的可以是固體或則液體，但并不止于此。匯聚態化學就是借助各類數學學實驗手段和理論去研究那些不同物相以及它們之間的相變關系的科學。具體的細分的話可以涉及到量子熱學、電磁學、統計數學、量子場論、量子光學等等其它許多學科的知識和手段。
不僅我們熟知的液體和固體屬于匯聚態的研究對象之外，還有什么物相是匯聚態化學學研究對象呢？這兒我們舉三個事例，晶體中的鐵磁和反鐵磁相、玻色-愛因斯坦匯聚和拓撲物相等等。
研究體系和化學現象的多樣性促使匯聚態化學成為現今世界數學學學科研究人數最多的一個領域。在英國有三分之一的人都在研究匯聚態化學。
接出來我們從不同的角度來看一看匯聚態化學中有什么前沿研究領域。
從大的角度來分，匯聚態化學可以分為三個方向：實驗方向、理論方向以及估算方向。
匯聚態實驗
匯聚態實驗方向可以依據研究手段或則研究的化學再進行細分。例如從研究手段來看，可以分為高溫和量子輸運、譜學和高幀率偵測、冷原子實驗和精密檢測；從研究的化學來看的話，可以分為新奇物態的找尋和研究凝聚態物理學是什么，新型材料的生長和研究凝聚態物理學是什么，相變的研究等等。
在此，列出幾個我所了解的比較前沿的領域。
1.霍爾效應
霍爾效應你們在小學就學過，然而在量子化學發展以后，又下來了好多新奇的霍爾效應。例如反常霍爾效應（它的機制涉及到了量子熱學中的貝利相位），量子霍爾效應（包括整數量子霍爾效應和分數量子霍爾效應），熱霍爾效應等等。
因為好多類型的霍爾效應涉及到了物質的能級類型和性質，因而須要在高溫或則強磁場出來研究。目前這個領域一直是研究的熱點。
圖1.量子霍爾效應
2.拓撲物相
近幾年你們越來越多地看到了拓撲這個概念。在匯聚態化學中的拓撲概念早已得到了很大的發展和應用。拓撲絕緣體、拓撲半金屬的發覺和研究使化學學家更清楚地認識到了物質的量子性質以及量子材料的分類。
目前，量子材料的發展和研究一直是匯聚態化學的研究熱點。不僅以上提及的拓撲絕緣體和拓撲半金屬，拓撲超導體也是一種新奇的拓撲相，它的低能迸發態作為一種準粒子可能存在傳說中的“馬約拉納費米子”，而這可能對未來的信息儲存和量子估算有所影響。
3.新型磁性
你們最常看到的磁性狀態有鐵磁、順磁。雖然除此之外還有好多新奇的磁學狀態，例如反鐵磁態、磁性的阻挫態、磁性的拓撲態（例如斯格明子）等等，這種特殊的磁狀態為未來的磁學儲存提供了一種新思路。
4.低溫超導
低溫超導發覺早已有三十多年的歷史。而且關于超導現象的理解我們還缺乏好多。據悉，作為超導領域的終極目標，發覺溫度超導也花費了歷朝化學學家的許多心血。這無論對于基礎科研還是一個國家的工業化發展都是至關重要的。雖然近年來超導領域沒有太多大的突破，然而關于超導的研究還是被好多研究人員追捧。
圖2.超導體的完全抗磁性
理論和估算
這兩個方向涉及的點沒有匯聚態實驗這么多，這兒總體來說一下。
理論方面的研究有低溫超導的研究、自旋電子學和拓撲絕緣體的研究、超冷原子氣的研究、幾何相位和量子輸運的研究等等。
估算方面主要有分子動力學模擬、表面動力學研究、相變的研究等等。
圖3.冷原子二氧化碳中的玻色-愛因斯坦匯聚