在日常生活中，物质以四种状态存在——固体、液体、气体和更稀有的等离子体。
但物理学家长期以来一直在研究所谓的“奇异”物质状态，这些状态是在极高能级或极低温度（接近绝对零（-273.15 摄氏度或-459.67 华氏度））下产生的。
在这些极端条件下，物质的行为开始与我们习惯的非常不同。
液体或气体等流体可能会受到或多或少的流动阻力，这是通过粘度来测量的。例如，蜂蜜比水更粘稠。
超流体是极冷的奇异物质，粘度为零，没有阻力，因此可以自由流动。
如果你在杯子中搅拌超流体，它会无限期地流动而不会减慢速度。
半个多世纪前，物理学家预言了“超固体”状态的存在。
它是一种兼具固体和超流体性质的物质，其中一部分原子在晶格中无摩擦地流动，是点或物体的规则排列，是刚性的晶体结构。
“就像格鲁耶尔奶酪上的洞”
研究人员此前已成功使用多种方法观察超固体内的这些晶体结构。
但奥地利因斯布鲁克大学的物理学家弗朗西斯卡·费莱诺表示，对这种物质奇异流动方式的直接观察仍然难以捉摸。
直到周三，费莱诺领导的一项新研究发表在《自然》杂志上。
费莱诺表示，该团队成功地搅动了超固体以观察微小涡流（称为量子化涡流），这是“超流动性的确凿证据”。
“想象一下你拿起一杯咖啡，用勺子轻轻搅拌，”她解释道。
“你会看到咖啡围绕中心旋转，如果你仔细观察，中间可能有一个漩涡，液体旋转最快。这是普通流体中漩涡的典型例子。”
现在想象一下咖啡被超流体取代。
费莱诺说：“如果你慢慢地旋转勺子，你会惊讶地发现超流体根本不随勺子一起旋转——它完全保持静止，就好像没有任何东西干扰它一样。”
然而，如果你让勺子旋转得更快，而不是在中心产生一个大漩涡，就会发生令人惊奇的事情。一系列微小的漩涡或量子化的漩涡开始出现，”她说。
“这些就像流体中的小孔，每个孔都以特定的速度旋转，”她解释道。
“相反，它们在超流体表面上排列成美丽、规则的图案，几乎就像格鲁耶尔奶酪上的孔，但组织得很好。”
爆炸星
2021 年，因斯布鲁克大学的一个研究团队通过在实验室中将特定原子和分子冷却到极低的温度，创造了一种长寿命的二维超固体。
该研究的主要作者伊娃·卡索蒂（Eva ）说：“下一步——开发一种搅拌超固体而不破坏其脆弱状态的方法——需要更高的精度。”
该团队利用磁场小心地旋转超固体，搅拌它并创造出美丽的量子化漩涡。
“我们的研究结果为超固体的双重性质提供了强有力的直接证据，”费莱诺说。
研究人员表示，这一突破将使在实验室中模拟通常只在真正极端条件下发生的现象成为可能。
这包括中子星中心发生的情况，当大质量恒星变成超新星时，中子星中心会留下非常致密且紧凑的核心。
“据推测，在中子星中观察到的旋转速度的变化（即所谓的故障）是由中子星内部的超流体涡流引起的，”参与该项目的托马斯·布兰德在一份声明中说。
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