一项实验终于揭示了触摸量子超流体的感觉。
物理学家将一种特殊的、手指大小的探针浸入冷却至略高于绝对零的氦同位素中，并记录其中的物理性质。
他们说，这是我们第一次了解到量子宇宙可能是什么样子。没有人必须遭受可怕的冻伤或毁掉一项实验才能真正找到答案。
“实际上，我们不知道‘接触量子物理学感觉如何？’这个问题的答案。”物理学家 Samuli Autti 说英国兰卡斯特大学的教授领导了这项研究。
“这些实验条件非常极端，技术也很复杂，但我现在可以告诉你，如果你把手伸进这个量子系统，会有什么感觉。在量子物理学100年的历史中，没有人能够回答这个问题。我们现在表明，至少在超流体中3他，这个问题可以回答了。”
超流体是一种物质状态其行为类似于零粘度或零摩擦的流体。有两种氦同位素可以产生超流体。当冷却至略高于绝对零度（−273.15 摄氏度或−459.67 华氏度）时，玻色子氦 4 同位素的速度减慢到足以重叠成高密度原子簇，其行为类似于一个超级原子。
氦3有点不同。它的核是费米子，一类旋转方式与玻色子不同的粒子。当冷却到一定温度以下时，费米子就会以所谓的方式结合在一起库珀对，每个由两个费米子组成，它们一起形成复合材料玻色子。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。
Autti 和他的团队已经对氦 3 费米子超流体进行了一段时间的实验，他们发现，尽管库珀对非常脆弱，但研究人员可以在内部插入一根电线而不会破坏库珀对，或者甚至扰乱超流体的流动。因此，该团队决定设计一种探针来近距离研究液体的特性。
而且，嗯，这真的有点奇怪。流体表面似乎形成一个独立的二维层，将热量从棒上带走。其下方的大部分超流体几乎就像真空一样。研究人员发现，这完全是被动的，感觉起来一点也不像。
流体中与探针相互作用的唯一部分是二维表面层。只有当巨大的能量爆发进入其中时，该块体才变得可访问。超流体的热机械特性完全由该二维层定义。
“如果你能把手指伸进去，这种液体就会感觉是二维的。超流体的大部分感觉是空的，而热量在二维子系统中沿着主体的边缘流动——换句话说，沿着你的手指流动，”帮助说。
“这也重新定义了我们对超流体[Helium-3]的理解。对于科学家来说，这可能比亲自动手的量子物理学更有影响力。”
研究人员表示，其影响是深远的。 Helium-3 超流体是已知最纯净的材料，因此对于研究具有强烈的科学兴趣集体物质状态例如超流体。了解其二维层的行为方式可以揭示准粒子行为、拓扑缺陷和量子能态。
“这些研究途径，”研究人员写道，“有潜力改变我们对这种多功能宏观量子系统的理解。”
该研究是由于出现在自然通讯，并且是可以在 arXiv 上找到。
