我们的世界变得有点陌生，物理学家声称他们已经在实验室成功创造了一种全新的“不可能”物质形式 -超固体，同时具有液体和固体的性质。
科学家预测，这种奇异的可能存在超过 50 年，但没有人能够证明它实际上是可能的。 现在，两个独立的物理学家团队使用不同的技术获得了相同的奇怪结果——他们声称这是超固体物质的第一个例子。
这些新实验是否明确地证明了超固体状态肯定存在争议——特别是在 2004 年类似的说法被揭穿之后——但这是迄今为止超固体可能实际存在的最令人信服的证据。
对于那些不熟悉这有多么奇怪的人来说，“超固体”是一种奇怪的物质状态，它具有固体的晶体结构，同时又像液体一样流动——这与传统物理学相当矛盾。
通常，物质仅以四种简单状态存在：固体、液体、气体和等离子体。 这些状态的产生取决于温度和压力等条件，并由物质内粒子的排列定义。
物质超固体状态的奇怪之处在于，粒子排列成刚性的固体结构，但它也可以在没有粘性（或“粘性”）的情况下流动，这是超固体物质的一个关键特征。超流体。
“拥有一种结合了超流动性和坚固性的材料是违反直觉的，”这一发现背后的团队之一的首席研究员、麻省理工学院的沃尔夫冈·凯特勒（Wolfgang Ketterle）说。
“如果你的是超流体，你搅拌它，它会继续永远旋转。”
早在 1969 年，俄罗斯物理学家就首次预测了超固体，他们假设氦 4 同位素在某些条件下可以同时表现出固体和液体特性。
长期以来，研究人员普遍认为不可能创造出这样的结构，但这并没有阻止一些人尝试。
突破2004年到来，当时宾夕法尼亚州立大学的研究人员将氦冷却到绝对零以上（约-273摄氏度）不到十分之一度，并偶然发现了可能的超固态。
作为Bec Crew 去年为我们报道过，该团队没有足够的信心说他们实际上制造了超固体，因为他们不能排除一层薄薄的液体渗入容器内并扭曲他们的结果的可能性。
随后十年的多次实验进一步揭穿通过证明氦 4 在某些情况下具有一种“量子可塑性”，而不是由超固体引起的，提出了超固体已经形成的想法。
科学界的大多数人几乎都认为 2004 年的样本并不是真正的超固体的例子，而且在过去的几年里，该领域在这个问题上一直相当安静。
但后来到了11月不是一个，而是两个独立团队都在预印本论文中宣布他们已经做到了——他们成功地在实验室中创造了超固体。
研究人员来自马萨诸塞州剑桥市的麻省理工学院和瑞士苏黎世联邦理工学院，尽管他们的工艺不同，但该团队都使用了一种奇怪的气体，称为玻色-爱因斯坦凝聚创造他们的超固体。
区域第五种物质态出现在超冷温度下，原子的行为就像波一样。
它们有自己独特的属性，但是使用创建超固体的原因是它已经是超流体了，所以它已经完成了一半。
研究小组采用了这些超冷气体，并使用略有不同的技术将它们诱导成物质的量子相，具有像固体一样的刚性结构，但能够像超流体一样流动。
当时，两个团队在预印本服务器 arXiv.org 上发布了他们的结果。 现在它们都经过了同行评审并发表在自然（这里和这里）,提供迄今为止最有力的证据证明超固体是真实存在的。
瑞士研究人员通过将少量铷气体放入真空室中，将其冷却到大约绝对零的十亿分之几开尔文，从而形成玻色-爱因斯坦凝聚态，从而实现了这一目标。
然后，研究小组将这种冷凝物放入具有两个光学共振室的设备中，每个共振室由两个微小的相对镜子组成。 使用激光，这些粒子最终采用了规则的晶体状结构，表明是固体。
但冷凝物也保留了其超流体特性——它们能够在没有任何能量输入的情况下流动，这在正常固体中是不可能的。
苏黎世联邦理工学院团队之一蒂尔曼·埃斯林格 (Tilman Esslinger) 表示：“我们能够在实验室中产生这种特殊的状态，这要归功于复杂的设置，该设置使我们能够使原子的两个共振室相同。”告诉 Phys.org。
麻省理工学院的团队采取了不同的方法——他们结合使用激光和蒸发冷却方法将钠原子转变为玻色-爱因斯坦凝聚态。
然后，他们使用激光通过在原子中产生密度变化来将其操纵成晶体固体排列。
虽然过程不同，但最终的结果和瑞士团队的一样——固体物质像超流体一样流动。
结果已由两个团队同时验证，这一事实更加令人信服地证明这些超固体是货真价实的。
“这当然是第一个你可以明确地观察一个系统并说它既是超流体又是固体的情况，”戈帕拉克里希南巢纽约城市大学的一位没有参与这项研究的人告诉我们科学新闻十一月回来。
现在很可能将进行新一轮的独立测试和验证，以确保所生产的产品真正可以称为超固体。
有人认为，由于该团队使用玻色-爱因斯坦凝聚而不是氦 4 来创造物质态，因此可能被视为“作弊”。 但这绝对是迄今为止我们证明超固体存在的最令人信服的证据。
那么，潜在的新物质状态对我们其他人来说意味着什么呢？ 现在，不多。 事实上，这些材料只能在超高真空条件下的极低温度下存在，这意味着它们目前并不是很有用。
但对物质的奇怪状态的进一步了解可能会导致超导体的改进——超导体是一种非常有用的无电阻导电材料。
“利用我们的冷原子，我们正在规划自然界的可能性，”凯特尔说。
“既然我们已经通过实验证明了预测超固体的理论是正确的，我们希望激发进一步的研究，可能会产生意想不到的结果。”
尽管两个团队同时提出这一主张的事实听起来可能具有竞争力，但事实是两个研究小组都欢迎彼此的验证和反馈。
“两个小组的同时实现表明人们对这种新物质形式有多大兴趣，”凯特尔补充道。
