物理学家提出了一种新的状态“超流体准晶体”

时间：2021-07-22 09:52:05 来源：

图1。（a）提出具有五重旋转对称性的超流体准晶体的实验方案。超晶格是由两个具有不同周期的光学晶格生成的。可以使用磁场梯度来生成电势梯度。在x方向上的一个拉曼光束Rz和在xy平面上的其他四个（Rj，j =− 1,2,3,4）在相邻阱之间产生拉曼耦合。（b）一个单位电池中的SOC。每个拉曼过程仅将井j耦合到其相邻的j + 1。由于在1⟩和/5⟩之间存在较大的偏差，因此相邻单位单元之间的跳变是无关紧要的。仅考虑晶胞中拉曼辅助的井间隧穿。《物理评论快报》（Physical Review Letters），2018年; doi：10.1103 / PhysRevLett.120.060407

术语“超流体准晶体”听起来像漫画反派可能会用来执行他那卑鄙的计划的东西。

实际上，这是德克萨斯大学达拉斯分校理论物理学家在《物理评论快报》上发表的一项最新研究中提出的一种新形式。他们的研究还描述了在实验室中制作奇异材料的“配方”。

大多数人都熟悉物质的三个基本状态：固体，液体和气体。实际上还有更多，包括在太阳和其他恒星内部发现的等离子体，以及玻色-爱因斯坦的冷凝物，它们非常稠密，仅在最极端的低温下才存在。

超流体是具有特殊性质的奇特物质状态。它的粘度为零，这意味着它可以在整个表面上流动，并且不会因与表面的摩擦而减慢或失去任何能量。必须将超流体（例如液氦）冷却到极低的温度，以使这种性能显现出来。

“如果早上喝的咖啡是一种超流质咖啡，并且用勺子搅拌，则可以取下勺子，并且咖啡将永远不会停止运动，”自然科学与数学学院物理学教授张传伟博士说。该研究的作者。“由于与杯子的摩擦，普通液体最终将停止流动。”

超流体和准晶体

大约50年前，研究人员提出了一种新型的物质，它将超流体的特性与固体晶体的特性结合在一起。被称为超固体，只是在过去的几年中，科学家才能够在实验室中生产这种不寻常的材料。

张说：“在物理学上，我们对流体是什么以及固体是什么有非常严格的定义。”液态水不能表现为固体，反之亦然。它们可以混合在一起，例如在一杯冰水中混合，但它们仍然是分离的物质形式。

张说，在描述物质在原子和单个粒子水平上的行为的量子物理学世界中，情况并非总是如此。

他说：“超固体是一种流动而没有摩擦的流体，其原子也以周期性的方式排列，就像它们在结晶固体中一样。”“这两种状态在我们的日常生活中是互斥的，可以同时存在于量子世界的相同物理材料中。”

在他们的新研究中，Zhang和他的同事们提出了下一步的逻辑建议–提出一种既是超流体又是准晶体的新型物质。

张说，像食盐一样，晶体的原子排列成高度有序的周期性图案，当您旋转或重复它时，它们不会改变。棋盘可以被认为是二维晶体。另一方面，准晶体是原子有序且具有类似于晶体的结构的材料，但它们的排列不是周期性的-不会重复。