美科學(xué)家創(chuàng)造新物質(zhì)形態(tài):超流動(dòng)性氣態(tài)原子 (2005-07-04)
發(fā)布時(shí)間:2007-12-04
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來源:競(jìng)報(bào)
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美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家創(chuàng)造出一種新的物質(zhì)形態(tài),這是一種在高溫下?lián)碛谐鲃?dòng)性的氣態(tài)原子。
這一研究報(bào)告發(fā)表在6月23日的《自然》雜志上,與金屬內(nèi)電子的超導(dǎo)電性緊密相關(guān),對(duì)超流體的研究將有助于解決關(guān)于高溫超導(dǎo)電性的復(fù)雜問題,研究負(fù)責(zé)人麻省理工學(xué)院的物理教授沃爾夫?qū)?凱特爾指出,這一發(fā)現(xiàn)將在磁力、傳感和高效電力運(yùn)輸?shù)确矫娴玫綇V泛應(yīng)用,能夠如此清楚地看到超流態(tài)氣體是一次巨大的進(jìn)步。
多年以來,全球的科學(xué)家們都在研究所謂費(fèi)密子原子的冷氣態(tài),希望發(fā)現(xiàn)新的超流態(tài),這種超流態(tài)氣體能夠在沒有任何阻力的情況下進(jìn)行流動(dòng),可以通過旋轉(zhuǎn)與普通氣體區(qū)分開來。一般氣體旋轉(zhuǎn)時(shí)沒有特別之處,但超流態(tài)氣體只有在形成一個(gè)類似小型龍卷風(fēng)的漩渦時(shí)才會(huì)旋轉(zhuǎn)。看起來就像瑞士奶酪一樣,上面的洞是微型龍卷風(fēng)的風(fēng)眼。
研究小組能夠在超低溫的環(huán)境下觀察這些超流態(tài)漩渦,當(dāng)費(fèi)密子氣體被冷卻到大約五百億分之一絕對(duì)溫標(biāo)時(shí)(非常接近絕對(duì)零度即-273攝氏度),凱特爾說:“把這一溫度下的超流體稱為高溫超流體聽起來有些怪,但是問題的關(guān)鍵在于使粒子處于正常密度的溫度,這已經(jīng)是我們目前實(shí)現(xiàn)的最高溫度了。”
麻省理工學(xué)院制造的超流態(tài)費(fèi)爾密還可為研究固態(tài)超導(dǎo)體、中子星或夸克-膠子等離子體等密度更大的費(fèi)爾密物質(zhì)特性提供初步控制模型,這些物質(zhì)在早期的宇宙中均可找到。