超流體與玻色-愛因斯坦凝聚
超流體
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設想你倒一杯茶,可這茶永遠不會慢下來。它能繞著一圈跑個不停,無需任何東西推它;能鑽過窄到普通液體過不去的縫隙;甚至會自己爬上杯沿、翻出杯口。超流體就是這樣一種液體——只要夠冷,它就會變成這副模樣,把體內所有的「黏滯」都丟光了。
普通液體之所以難流動,是因為原子彼此拖拽;這種拖拽叫黏度,正是它讓任何旋渦最終都停下來。可在某個很低的溫度以下,某些液體——最有名的就是被冷到絕對零度以上幾度的氦——會一齊落入同一個共享的量子態,裡面的原子像被同一根弦牽著,步調完全一致。既然內部沒有摩擦,在環裡激起的流動就會一直轉下去,液體還會逆著日常直覺,沿著器壁悄悄爬行。
超流之所以重要,是因為它是極少數能讓量子世界那套怪規則用肉眼就看見的場合之一,而且是在一整杯液體那麼大的尺度上。一個常見的誤解是,以為超流體對什麼都毫無摩擦;其實它只在低於某個速度時才無摩擦地流動,而且只有液體裡「無摩擦的那部分」才這樣表現,一個正常的部分仍可與它共存。
把超流氦放進一個密封的環形通道裡讓它轉起來,只要你一直保持低溫,它就會一直轉下去——研究者曾觀察到這樣的流動持續不停、慢不下來,就像一個永不停轉的輪子的液體版本。
持續不息的超流:沒有引擎,也沒有剎車的流動。
超流與超導是近親——一個是中性液體的無摩擦流動,一個是電荷的無摩擦流動——兩者都源自同一個念頭:無數粒子共享同一個量子態。
又稱
另見