在绝对零度附近观察到的超流体行为

在奇异而有规则约束的量子物理世界里,物质的每一个微小的规格都有一种叫“自旋”的东西——一种像眼睛颜色一样的内在特征——不能被改变,这就非常具体地决定了该规格可以与其他哪些物质共享量子空间。当最反社会的一种量子粒子费米子聚集在一起时,它们会以一种奇妙的舞蹈配对,使超导成为可能。

第一次,研究人员在赖斯大学成功地创造和观察了一个难以捉摸的长寻求量子状态 - 一个超越的费米星,具有不匹配的舞蹈伙伴。尽管在这种情况下发生了40多年的理论讲座,结果 - 结果 - 一群被舞蹈合作伙伴包围的匹配对 - 很大程度上。

本周出现在线的研究是在线上出现在杂志科学的即将发行的问题中,以及麻省理工学院报告相关结果的论文。欧洲杯线上买球该实验将物理学家提供一个新窗口分为最不理解的物理学和最有趣的现象 - 超导和超浊度。

这两种现象都因物质阶段的变化而导致。任何看到冰融化的人都看过了物质改变阶段,当电子,原子和其他物质改变量子阶段时,它们的行为与玻璃中的冰和水一样不同。

物质的超导和超流阶段发生在池芯中 - 仅当量子力变得优势时不能共享量子空间的反社会粒子。欧洲杯猜球平台因为热力学力通常是如此强大的是,它们压倒量子相互作用 - 就像嘈杂的音乐压倒了附近某人的窃窃私语 - 超导和超芴只在极度寒冷中出现。

在Rice的实验中,当温度降至绝对零度的十亿分之一时,自旋相等但相反的费米子会相互吸引,在某些方面表现得像一个粒子。就像舞池里的一对情侣,严格来说他们并不共享空间,但他们步调一致。在超导体中,这些“跳舞的”对可以让电流毫无阻力地通过材料,工程师们长期以来一直梦想利用这一特性来消除电缆中的“泄漏”,仅在美国每年就要花费数十亿美元。

超导和超溢相是类似的,不同之处在于,在携带电荷的颗粒中发生超导性,并且在电中性颗粒中发生超浊度。欧洲杯猜球平台在Superfluids中,Fermionic配对导致完全没有粘度的粘度 - 就像在游泳池中前后涟漪的波,而不会减少。

“传统理论告诉我们,超导或超流现象只有在等量的自旋上升和自旋下降粒子存在的情况下才会发生,”首席研究员Randy Hulet说,他是Fayez Sarofim物理学和天文学教授。欧洲杯猜球平台物理学家们已经推测了近50年,如果不满足这个条件会发生什么。

“由于我们的超冷原子具有原始和可控的性质,我们能够提供关于自旋向上和自旋向下数量不匹配的粒子所发生的确切证据。”欧洲杯猜球平台

Ultracold实验在温度下距离绝对零的几十亿吨是Hulet的专业。在技​​术上才能在过去的10年里扼杀原子,但在过去的10年里,这种能力已经证明了对测试量子力学的预测和探索物理学家称之为“多体现象的性质,这一能力显着证明了这一能力。“包括超导和超浊度。

在最新的实验中,Hulet的团队——包括研究生Guthrie Partridge、Ramsey Kamar、廖延安和博士后研究员李文辉——将费米离子锂-6原子的混合物冷却到绝对零度以上约300亿分之一度。这比自然界的任何温度都要低得多——即使是在最深处的星际空间——而且它足以压制原子中几乎所有的热力学相互作用,使它们成为超流体量子配对。

利用无线电波,Hulet的团队非常精确地改变了冷却原子中自旋上升和自旋下降原子的比例。他们发现,这种超流体能够耐受超过10%的未配对费米子,而不会产生有害影响。

Hulet的团队发现,增加旋转到旋转原子的比率最终导致相变。当未配对的旋转原子在总样品的10%以上时,未配对的孤独者突然被排出,留下由过量旋转原子的壳包围的超流体对的核心。

然而,正是这种不平衡但似乎未受影响的超流体吸引了目前大多数科学家的注意力。

Hulet说:“气体的行为似乎仍然是完美配对的,考虑到自旋向上的原子过多,这是相当值得注意的。”“这是意料之外的,它可能标志着一种新的、奇异的超流体形式,类似于非常规超导体中的电子配对,或类似于预计存在于密度最大的中子星中心的夸克汤。”

在最大的中子恒星中,被称为“夸克恒星” - 一个大约五倍的质量大约阳光的压入小于曼哈顿岛的空间。一些物理理论家认为引力在这些明星的心中是如此强大,它创造了一个称为“奇怪的事情”的东西,夸克,夸克和奇怪的夸克的密集超流。

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