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球盟会:什么是超流体超流体有没有速度限制?

日期:2026-09-22 11:19:40     作者:admin     阅读


  

球盟会:什么是超流体超流体有没有速度限制?(图1)

  常见的物质被分成三类:气体,液体,固体。还有一种物质叫做“超流体”(Superfluid)。

  超流态的流体可以以零的阻力穿过微管,甚至可以从容器中“滴”上而逃。液氦在超流体中时,会从碗体内部向上缓慢爬行,穿过杯口,然后从碗体外部向下缓慢滑落,聚集成液氦珠,最后滴下。通过这种方式,液氦会一滴一滴地落下,直到像下面的视频显示的那样,杯子完全空了。

  PeterCapitcha, JohnAllen和 HanMcCurner于1937年发现了超流体。对超流体的研究叫做量子流体力学。在一定温度下量子液体转变为超流体的过程称为量子流体。例如氦的同位素氦-3,是一种稀有的氦原子,它缺少一个中子,在非常低的温度下变成超流态,因此具有超凡的性能,比如没有摩擦。因为没有摩擦力的存在,科学家们推断,超流体世界的速度是没有极限的。

  兰开斯特大学(Lancaster University)的物理学家们,基于过去的研究,最终确定了为什么穿越超流体的物体不受速度限制。

  作为凝聚态物理的创始人之一,前苏联著名物理学家 Lev Landau在氦-4超流态的现象学和半微观理论方面的研究使他获得了1962年诺贝尔物理学奖。“临界流速”是指高于这个流速时,超流动性被破坏。

  研究者们将超流氦-3冷却到近绝对零度(0.0001 K或-273.15° C)的十分之一度。他们随后以高速将金属丝穿过超流体,并测量了移动金属丝所需的力。测量到的力为零,只有极小的力与运动着的粒子相关联,当导线开始移动时。

  SamuliAutti博士是这篇论文的主要作者,他说:“超流体氦-3就像穿过一根真空棒,虽然它是一种相对致密的液体,但是没有一点阻球盟会网页入口力,一点都不会有。真有意思。”

  博士和博士生 Ash Jennings补充道:“通过改变丝状物的运动方向,我们可以得出结论,即使丝状物的速度很高,丝状物上的结合粒子仍然隐藏在超流体中。

  这篇名为《自然-通讯》的最新研究成果论文,发表于《自然-通讯》上,题目是“在零温度下结合费米子导致的基本耗散。

  这项发现将指导量子技术,也指导量子计算的应用,许多研究小组已经开始了对这种不同寻常物质粒子的利用。返回搜狐,查看更多