超流体与玻色-爱因斯坦凝聚

超流体

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设想你倒一杯茶,可这茶永远不会慢下来。它能绕着一圈跑个不停,无需任何东西推它;能钻过窄到普通液体过不去的缝隙;甚至会自己爬上杯沿、翻出杯口。超流体就是这样一种液体——只要够冷,它就会变成这副模样,把体内所有的“黏滞”都丢光了。

普通液体之所以难流动,是因为原子彼此拖拽;这种拖拽叫黏度,正是它让任何旋涡最终都停下来。可在某个很低的温度以下,某些液体——最有名的就是被冷到绝对零度以上几度的氦——会一齐落入同一个共享的量子态,里面的原子像被同一根弦牵着,步调完全一致。既然内部没有摩擦,在环里激起的流动就会一直转下去,液体还会逆着日常直觉,沿着器壁悄悄爬行。

超流之所以重要,是因为它是极少数能让量子世界那套怪规则用肉眼就看见的场合之一,而且是在一整杯液体那么大的尺度上。一个常见的误解是,以为超流体对什么都毫无摩擦;其实它只在低于某个速度时才无摩擦地流动,而且只有液体里“无摩擦的那部分”才这样表现,一个正常的部分仍可与它共存。

把超流氦放进一个密封的环形通道里让它转起来,只要你一直保持低温,它就会一直转下去——研究者曾观察到这样的流动持续不停、慢不下来,就像一个永不停转的轮子的液体版本。

持续不息的超流:没有引擎,也没有刹车的流动。

超流与超导是近亲——一个是中性液体的无摩擦流动,一个是电荷的无摩擦流动——两者都源自同一个念头:无数粒子共享同一个量子态。

又称
超流体