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研究发现超流体内部没有限速

时间:2023-10-06

氦3是氦元素的同位素之一,它的原子核由二颗质子和一颗中子所组成,是稳定同位素,在地球上十分罕见

英国兰卡斯特大学(Lancaster University)的物理学家发现,在氦-3超流体内部移动物体没有限速。

氦-3是氦元素的同位素之一,它的原子核由二颗质子和一颗中子所组成,是稳定同位素,在地球上十分罕见。在接近绝对零度的温度下,它将变成超流体。

超流体中的奇异粒子可以附着在物体表面,形成保护膜,使物体与超流体之间的摩擦降为零。此为超流体中粒子示意图。(Lancaster University)超流体是一种物质状态,完全缺乏黏性,摩擦力为零,如果置于环形容器中,它可以永无止尽地流动。理论认为在氦-3超流体内物体移动的速度受限于朗道临界速度(critical Landau velocity),当超过这个速度的时候,超流体状态将被破坏。但是兰卡斯特大学的研究人员前几年却发现,他们在氦-3超流体内部移动物体的速度大幅超过这个限制,也没有破坏超流体状态。最近这份发表在《自然-通讯》(Nature Communications)期刊上的研究中他们发现,这是因为超流体内一些奇异的粒子附着在超流体内任何物体的表面,把物体和超流体隔开,使物体的移动不会影响超流体状态。研究人员将氦-3冷却到0.0001K的低温实现超流体状态,在里面快速移动一根金属丝,并测量金属丝遇到的阻力。他们发现只在移动的最初测到非常小的一个作用力,之后作用力为零。这份研究的主要作者奥蒂(Samuli Autti)说:“尽管氦-3超流体密度很大,可是在里面移动一根金属丝仿佛在真空内移动一样,完全没有阻力,我觉得这太有趣了。”研究员詹宁斯(Ash Jennings)说:“通过实验改变金属丝的移动方向,我们认为由于上面附着了那些粒子,即使在高速移动的情况下,金属丝也完全和超流体隔开。”项目负责人兹梅夫(Dmitry Zmeev)说:“这些粒子开始必须进行一些移动才能附着到物体表面,这对金属丝产生微小的作用力,但是一旦附着上去以后,这股作用力就完全消失了。”

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网友评论
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显示评论内容(8)
  1. 囘檍⌒2023-12-30 03:30囘檍⌒[网友]203.19.233.128
    看来以后科学家会有更多的研究方向,真是令人激动。
    顶0踩0
  2. 曼殊菲儿2023-12-19 12:57曼殊菲儿[网友]110.167.65.158
    超流体听起来好高级啊,不知道是什么用途呢?
    顶0踩0
  3. 亲亲2023-12-08 22:24亲亲[网友]203.6.151.219
    @实力派不得不说,这个研究能为我们今后的生产和生活带来很大的变化。
    顶6踩0
  4. 实力派2023-11-28 07:50实力派[网友]202.46.17.53
    我必须向我的物理老师请教一下超流体的相关知识。
    顶0踩0
  5. 烟逝2023-11-17 17:17烟逝[网友]45.123.122.100
    这篇文章简直就是个物理学的宝藏!
    顶9踩0
  6. 似曾相识2023-11-07 02:44似曾相识[网友]43.242.206.10
    限速?超流体内部压力和速度真的这么神秘吗?
    顶4踩0
  7. 浅唱琉璃岁月2023-10-27 12:10浅唱琉璃岁月[网友]203.95.243.15
    @一颗小星星超流体是个什么鬼?看来我的物理知识很有限啊。
    顶0踩0
  8. 一颗小星星2023-10-16 21:37一颗小星星[网友]203.5.190.83
    这个研究真的很神奇!
    顶19踩0
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