2009年3月25日
如果物理学家生活在埃德温·阿博特1884年的小说中虚构的二维世界“平地”，他们的一些量子物理实验结果将与我们的世界不同(不仅仅是更薄)。联合量子研究所(JQI)的一篇论文报告了超冷气体原子的平面排列，这使得这种区别从猜测小说向现实世界的谜题又迈进了一步。这一新的结果可能有助于澄清一个奇怪的性质:“超流体”。
在三维空间中，将某些原子的气体冷却到足够低的温度会使它们变成玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。正如20世纪20年代所预测的（1995年首次证明的），曾经是个人主义的气体原子开始作为一个单一的、协调的实体运动。但早在1970年，理论家预测在二维空间会发生一些不同的事情：相互作用的原子的超冷气体将经历类似的“Berezinski，Kosterlitz和Thouless”（BKT）跃迁，在这种跃迁中，原子不会像在BEC中那样完全同步移动，但神秘地分享了BEC的一些特性，例如超流体或无摩擦流动。
在联合量子研究所(Joint Quantum Institute, JQI)的新实验中美国国家标准与技术研究所而马里兰大学，一个由JQI同事克里斯蒂安HelMelson领导的物理学家团队已经完成了对BKT转变的最新实验观察。JQI的研究人员捕获并冷却了一层微米厚的钠原子，这层钠原子只能在二维空间移动。在更高的温度下，原子具有正常的“热”行为，它们作为单个实体，但随着温度的降低，气体转变为“准凝析油”，由小岛组成，每个小岛的行为都像一个微小的BEC。
通过进一步降低温度，气体转变为BKT超流体，岛屿开始合并成一种超流体的“美国”。在这种情况下,一个原子可以畅通无阻地流动在相邻“州”,因为前者的边界岛屿不是很好,但可以看出原子是“不在堪萨斯了。”与一个BEC的位置不能确定一个特定的原子气体的任何地方。
当巴黎小组在早期实验中降低二维气体的温度时，他们只看到从热行为到BKT超流体的急剧转变，而不是非超流体准凝析油的附加步骤。但巴黎研究小组使用的铷原子更重，相互作用更强，可能表现出不同的性质。这些新的结果可能会揭示超流体，在发现超流体几十年后，超流体似乎仍有新的奥秘。