科学家们最近在氦 3 超流体的寒冷致密介质中制成意外的发现。 穿过介质的异物可能会超过临界速度限制，而不会破坏脆弱的超流体本身。
由于这与我们对超流的理解相矛盾，它提出了一个相当大的难题 - 但现在，通过重新创建和研究这种现象，物理学家已经弄清楚了它是如何发生的。 超流体中的粒子粘附在物体上，防止其与大量超流体相互作用，从而防止超流体分解。
“超流氦 3 对于穿过它的棒来说感觉就像是真空，尽管它是一种相对稠密的液体。没有阻力，根本没有，”英国兰开斯特大学物理学家 Samuli Autti 表示。 “我觉得这非常有趣。”
超流体是一种具有零粘度和零摩擦的流体，因此可以在不损失动能的情况下流动。 它们可以相对容易地由玻色子的氦4同位素，当冷却到略高于绝对零时，其速度会减慢到足以重叠并形成高密度原子簇，充当一个“超级原子”。
不过，这些“超级原子”只是形成一种超流体。 另一种是基于玻色子的兄弟姐妹，费米子。费米子是包含电子和夸克等原子构件的粒子。
当冷却到一定温度以下时，费米子就会以所谓的库珀对的形式结合在一起，每个库珀对由两个费米子组成，这两个费米子一起形成复合玻色子。 这些库珀对的行为与玻色子完全相同，因此可以形成超流体。
该团队用氦-3（一种缺少一个中子的稀有氦同位素）创造了费米子超流体。 当冷却到绝对零以上千分之一度（0.0001 开尔文，或 -273.15 摄氏度/-459.67 华氏度）时，氦 3 形成库珀对。
这些超流体相当脆弱，如果物体以高于一定速度（称为临界朗道速度）的速度穿过库珀对，库珀对就会破裂。
但是，在 2016 年的一篇论文中兰卡斯特大学的研究人员发现，穿过氦 3 超流体的线材可以超过这个速度，而不会破坏线对。
在后续实验中，他们测量了使线材穿过超流体所需的力。 当电线开始移动时，他们测量到了一个极小的力，但一旦它开始移动，继续移动所需的力就为零——只需轻推一下它，它就会消失。
研究小组得出的结论是，初始力来自库珀对稍微移动以适应运动，从而在线材上施加较小的启动力。 但是，在那之后，电线可以自由移动，基本上隐藏在库珀对的外套中。
“通过使棒改变其运动方向，我们能够得出结论，即使棒的速度非常高，棒也会被覆盖它的结合粒子隐藏在超流体中。”兰卡斯特大学物理学家阿什·詹宁斯说。
这一新发现可能会产生一些有趣的影响。
费米子超流体可用于制造超导体，而超导体又是在调查中作为一个关键组成部分量子计算机。 更多地了解超流体的行为方式和原因可能只会让我们更接近这一目标。
该研究发表于自然通讯。
