研究人员发现了没有速度限制的原因:超流体中的奇异粒子。
“氦-3”是氦的一种稀有同位素，其中缺少一个中子。在极低的温度下，它会变成超流体，并开始具备一些超常特性（如使通过其中的物体不具摩擦力）。
一项9月21日发表于《自然·通讯》杂志的文章公布：英国兰卡斯特大学（Lancaster University）的物理学家们已通过持续性研究获知穿过超流体“氦-3”（helium-3）的物体没有速度限制的原因。
这一发现对于量子技术的应用具有指导意义，甚至包括量子计算——目前已有多个量子计算研究小组致力于利用这些不寻常的粒子。
人们认为，物体穿过超流体氦-3的速度从根本上讲是限制在朗道临界速度（critical Landau velocity）之内的，一旦超过这个速度限制，物体就会破坏超流体。但研究人员通过之前的实验发现，这并不是必须严格遵守的规则，物体能够在不破坏超流体脆弱状态的情况下以更快的速度（超过速度限制）穿过。
现在，研究人员发现了速度限制缺失的原因：超流体中能够附着于任何表面的奇异粒子。
为了观察这些附着粒子，研究人员将超流体氦-3冷却到接近绝对零度的超低温（0.0001K或-273.15℃）。然后，他们让一根金属丝高速穿过超流体，并测量移动金属丝所需的力有多大。除了金属丝刚开始移动时与附着粒子相关的极小力，我们测量到的力为零。
论文第一作者Samuli Autti博士评价道:“超流体氦-3给人的感觉就像真空一样，尽管它是一种相对致密的液体。它没有任何阻力，完全没有。我觉得这非常有趣。”
博士生Ash Jennings解释道:“通过改变金属丝的运动方向，我们可以得出这样的结论：即使它的速度非常快，也会被覆盖在表面的附着粒子隐藏——对于超流体来说，它就消失了。”该研究项目的主管Dmitry Zmeev博士补充道：“最初，附着粒子会四处移动，从而对金属丝施加一个很小的力。一旦该过程结束，这个力就完全消失了。”
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编译：朱明逸
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源： 《自然·通讯》
期刊编号： 2041-1723
原文链接：
https://phys.org/news/2020-09-limit-superfluid-universe.html
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