二维超晶量子气体。免费技术图书馆新闻

二维超晶量子气体

28.08.2021

除了已知的物质的基本状态，固态、液态、气态和等离子体的状态，还有许多只能在想象中或在实验室中才能获得的奇异状态。其中一种状态，被称为超晶体，几年前“吸引”了科学家的想象，直到最近，因斯布鲁克大学的研究人员在科学史上第一次成功地在此外，他们的实验室以一种更加奇特的形式，以二维超晶量子晶体的形式出现。

根据它的名字，超晶体与人们想象的有点不同。本质上，超晶体的原子形成固体晶体结构，就像物质的普通晶体形式一样。但是，与此同时，原子可以移动，即超晶体可以以零粘度流动，就像超流体一样，或者也称为超流体。这与悖论非常相似，但从理论上讲，这种物质存在的可能性早在 1960 年代就得到了证实，并在 2017 年获得了第一个实验证实。

一些研究小组已经成功地使用所谓的玻色-爱因斯坦凝聚体 (BEC) 形成了小型超晶体。这种冷凝物是一团冷却到超低温的原子云。而在这样的物质状态下，它的量子特性就会脱颖而出，而这些特性通常不会在如此大的范围内表现出来。主要特征之一是构成凝聚云的所有原子同时存在于云中的所有点，这要归功于称为离域的量子现象。

在之前的实验中，产生的超晶粒子非常小，以至于它们可以有条件地被认为是一维的，因此超晶的原子只能沿一个方向流动。因斯布鲁克小组通过使用由镝原子组成的玻色-爱因斯坦凝聚体，为他们的超晶体提供了另一个维度。这些原子之间的磁相互作用使它们组装成“液滴”，这些液滴本身排列成二维网格中的节点。

在进行研究时，科学家们已经能够注意到，在他们创建的系统中，二维超晶体中，有时会在液滴之间的空白区域出现奇怪的漩涡。这种现象在理论上早有描述，涡流的发生是超流现象的后果之一，而这件事也是科学史上第一次科学家能够亲自观察到这一切眼睛。

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目前，这种可以测量血糖的隐形眼镜处于测试阶段，不会很快上市，但现在研究显示出积极的结果。

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