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[交流] 美专家首次制备出高温费米子超流体

新华网2005年6月23日电由2001年诺贝尔物理学奖得主沃尔夫冈·克特勒主持的美国麻省理工学院研究小组6月22日宣布，他们在世界上首次制备出了高温费米子超流体，并实际观测到了超流体的运动。

　　科学家在最新一期《自然》杂志上报告说，他们将属于费米子的锂同位素锂6的原子蒸气冷却到亿分之五开(热力学温度单位，0开相当于零下273.15摄氏度，即绝对零度)，并观察到了超流体现象。在如此低温条件下制备出的超流体称为高温费米子超流体确实有些奇怪，但克特勒解释说，温度随着粒子的密度而增加，他们实现的蒸气超流体临界温度，如果折算成固体金属中粒子的密度就已高于室温，是目前最高的临界温度。

　　超流体与超导体类似，是物质在接近绝对零度时表现的奇特性质，这时候物质粒子中的阻力会完全消失，粒子以“整齐划一”的规律运动。

　　早先，科学家观测到的超流体现象发生在玻色子身上(自旋为1、2、3或其他整数值的粒子)，而另一类基本粒子——费米子(自旋为1/2、3/2、5/2或其他半整数的粒子)没有表现出超流体性。

　　不过自2001年以来，美国、奥地利、德国的多个研究小组报告说，将费米子在极低温度下配对，可以表现出玻色子的特性。超流体是玻色子最重要的特性之一，现在世界上有多个研究小组正在研究实现费米子的超流体态，而克特勒等人率先实现了突破。

　　研究人员报告说，他们首先将锂6蒸气冷却到接近绝对零度左右，然后用一束红外线激光将蒸气团“固定”住，红外线激光的电场和磁场使锂6原子只能在原位振动。最后，研究人员用一束绿色激光在锂6蒸气团周围绕行，带着蒸气团旋转。今年4月份他们拍摄的一幅照片显示，蒸气团的样子变得像奶酪一般，中间出现了整齐划一的小孔，这是超流体状态的独特标志。

　　物理学界高度评价这一成果。奥地利因斯布鲁克大学物理教授鲁道夫·格林在《自然》杂志上发表评论称，这是在科学家10年前首次观测玻色子的玻色-爱因斯坦凝聚后又一项“革命性进展”，它拿出了费米子也能实现超流体状态的证据。

　　科学家说，费米子的超流体状态，不仅能为超导研究作出贡献，也能成为研究中子星、夸克-胶子等离子体等宇宙诞生和演化中若干现象的理想模型。

　　新华网　　

[ Last edited by imrking on 2005-12-5 at 17:05 ]

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