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奇异粒子：为什么超流体宇宙没有速度限制

时间：2022-05-05 12:25:06 来源：

兰开斯特大学的物理学家已经确定了为什么在早期兰开斯特研究的延续中，穿过超流体氦3的物体缺乏速度限制的原因。

氦3是稀有的氦原子，其中缺少一个中子。它在极低的温度下变为超流体，从而实现了非凡的性能，例如缺少运动物体的摩擦力。

人们认为，从物体中流过3号超流体氦的速度从根本上限制在临界Landau速度上，并且超过该速度限制将破坏该超流体。此前在兰开斯特（Lancaster）进行的实验发现，这不是严格的规则，物体可以以更高的速度运动而不会破坏脆弱的超流体状态。

现在，兰开斯特大学的科学家发现了没有速度限制的原因：奇异的粒子粘在超流体的所有表面上。

这一发现可能会指导量子技术，甚至量子计算中的应用，其中多个研究小组已经致力于利用这些不寻常的粒子。

研究人员发现了没有速度限制的原因：奇异的粒子粘在超流体的所有表面上。

为了将结合的粒子摇晃，研究人员将超流体氦3冷却到距绝对零（0.0001K或-273.15C）十分之一度的范围内。°然后，他们以高速度将金属丝穿过超流体，并测量了移动金属丝需要多少力。除了当导线开始移动时与移动绑定的粒子相关的极小的力外，测得的力为零。

主要作者萨穆利·奥蒂博士（Samuli Autti）说：“超流体氦3感觉像是一根穿过它的棒的真空，尽管它是一种相对稠密的液体。没有抵抗，根本没有抵抗。我觉得这很有趣。”

博士生Ash Jennings添加了：“通过改变杆的运动方向，我们可以得出结论，即使杆的速度非常高，杆也将被覆盖在杆上的结合粒子从超流体中隐藏起来。”监督该项目的德米特里·兹梅耶夫博士说：“被束缚的粒子最初需要移动以实现这一目标，这会对杆施加很小的力，但是一旦完成，该力就完全消失了。”

参考：S. Autti，SL Ahlstrom，RP Haley，A。Jennings，GR Pickett，M。Poole，R。Schanen，AA Soldatov，V。Tsepelin和J. Vonka撰写的“归因于费米子在零温度极限内的基本耗散” ，T。Wilcox，AJ Woods和DE Zmeev，2020年9月21日，Nature Communications.DOI：
10.1038 / s41467-020-18499-1

兰开斯特大学的研究人员包括萨穆利·奥蒂（Samuli Autti），肖恩·奥尔斯特罗姆（Sean Ahlstrom），理查德·哈利（Richard Haley），阿什·詹宁斯（Ash Jennings），乔治·皮克特（George Pickett），马尔科姆·普尔（Malcolm Poole），罗奇·夏恩（Roch Schanen），维克多·谢佩林（Viktor Tsepelin），雅库布·冯卡（Jakub Vonka），汤姆·威尔克斯（Tom Wilcox），安德鲁·伍兹（Andrew Woods）和德米特里·兹梅夫（Dmitry Zmeev）。结果发表在《自然通讯》上。

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