突破努力创造一个长寻求的量子超流量

赖斯大学物理学家Randall Hulet讨论了在美国物理社会2006年3月会议的新闻发布会上创造了突破性的Quantum Superfluid。

1月份,Hulet的实验室在期刊上报告欧洲杯线上买球观察难以捉摸的量子状态,具有非匹配数量的舞蹈伴侣的费米子。尽管在这种情况下发生了超过40年的理论讲座,结果 - 结果 - 被卷云是舞蹈合作伙伴云包围的匹配对 - 在很大程度上,它已经向几个人打开了门兴致新的调查途径。

大米的实验将物理学家提供一个新窗口,分为物理超导和超浊度的两个最有趣和最不理解的现象。

在奇异和规则的量子物理世界中,每一个微小的物质都有一种称为“旋转”的东西 - 一种内在的特征,如眼睛颜色,这是不能改变的,并且非常具体地描述了什么其他物质Speck可以共享量子空间。由于它们的旋转,费粒是量子颗粒最常见的。欧洲杯猜球平台但是,当他们结合在一起时,Fermion队会使得这种奇妙的东西能够作为超导和超浊度。

这两种现象都因物质阶段的变化而导致。已经看到冰融化的任何人都看过有关的变化阶段,当电子,原子和其他物质的样品相变量子阶段时,它们的行为就像冰和水一样不同。

当量子效应变得优势时,物质的超导和超氟相发生。因为热力学力量通常如此强大,它们压倒量子相互作用 - 就像响亮的音乐压倒地压倒在附近某人的耳语 - 超导和超浊通常只是在极端寒冷中出现。

在水稻实验中,当温度下降到一定程度的绝对零,相同但相对的旋转度的离子晶片相互吸引并表现出在一些方面,就像一个颗粒一样。就像舞池上的一对夫妇一样,他们在技术上没有分享空间,但他们一致地移动。In superconductors, these dancing pairs allow electrical current to flow through the material without any resistance at all, a property that engineers have long dreamed of harnessing to eliminate "leakage" in power cables, something that costs billions of dollars per year in the U.S. alone.

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,如在游泳池中来回涟漪,而不会逐渐减少。

“传统理论告诉我们仅在相等数量的旋转和旋转颗粒存在下发生超导或超浊度,”困扰物理学和天文学教授·福伊斯·萨洛姆教授欧洲杯猜球平台“如果没有满足这种情况,物理学家已经推出了近50年的时间。

“由于超级原子原料的原始和控制性质,我们能够提供具有不匹配的旋转和旋转粒子的不匹配数量发生的事情的明确证据。”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。

Hulet的团队将Fermionic锂-6原子的混合物冷却至大约30亿日的绝对零度。这远远低于自然的任何温度 - 即使在最深刻的间隙空间中 - 并且它足以在原子中几乎所有热力学相互作用,将它们留在超流量量子配对。

使用无线电波,Hulet的团队可以以极大的精度改变冷却样品中的旋转和旋转原子的比率。他们发现超流体能够容忍多达10%的未配对的费米,没有不利影响。

“气体表现得像它仍然完全配对,这对旋转原子过量的旋转原子相当显着,”Hulet说。“这是出乎意料的,它可以用信号发出新的异国情调的配对形式,也可能发生在非传统超导体中或者在预先存在于密度最年轻恒星的心脏的夸克汤中。”

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。一些物理主义者认为在这些恒星的心中相信引力是如此强大,它创造了一个被称为“奇怪的事情”的东西,一个夸克,夸克和奇怪的夸克的密集超流。

Hulet的团队还发现,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上升到总样品的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。

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