据physorg网站2006年7月20日报道，美国麻省理工的科学家首次直接观测到气体到超流体的转变过程，这一形式的转变与超导体的无电阻特性紧密相关。对超流体的观测可以帮助解决高温超导的遗留问题，高温超导技术目前已在磁体、传感器和电能传输器上有广泛的应用。

    美国麻省理工学院所制造的这种超流体气体还能够适用于一种易控模型系统，用于研究存在于早期宇宙中的中子星和夸克胶子的性质。

    这份分别报道在7月6号《自然科学》期刊及7月18号《物理学文献评论》期刊的研究工作是由诺贝尔奖得主沃尔夫冈•凯特勒及物理学教授、美国麻省理工电子研究实验室主要调查员约翰D•麦克阿瑟教授领导。

    该小组所观测到的是一种被称为费密子原子气体的超流态转换。费密子原子是由奇数中子、质子和电子构成。只有当它们成对出现时才能变成超流态。这些成对的原子于是含有偶数个基本要素并能够形成一种布斯－爱因斯坦型聚合物，这种类型聚合物中每对原子都自成为一个巨大的波纹，“破除旧态”并能够

无摩擦地流动。

    多年以来，世界各地的研究小组只是间接观测到了费尔米气体的超流态转变，原因是这种转变并不伴随气体形态的任何变化。

    麻省理工小组使用了一种新窍门，他们准备了两类不同数量的有时也被标注为上旋和下旋的费密子原子。这种情况下，并不是所有的原子都能够找到另一个形成一对，于是成对的超流体与未成对的气体原子的不同形态就能够被清晰地观测到。

    人们可能关注这两类就像男女在舞池中成对表演超流体舞蹈。首先，还不清楚如果男士的数量超过女士的数量将会发生什么。是所有单身的男士也参与舞蹈，还是他们站在舞池一旁或者是所有的人都因为他们的出现而停止跳舞？

    当男女比例超过6：1时，舞蹈将终止――这一超流体临界状态是由麻省理工研究员于2005年观测到的。对于较小的男女比例，这一超流体舞蹈将继续下去。

    在目前的工作中，麻省理工的研究员发现：要想使超流体舞蹈继续下去，必须把所有的单身男士（超出的原子）从舞池中排除出去。这一排除现象是通过环绕在超流体核心周围的过剩原子外壳所直接观测到。当这些原子被降温时，超流体的形态将伴随着云状外壳的形状突变。

    物理学研究生马丁•维勒恩说：“观测超流体中央核心的形成过程是一件非常令人惊异的事”。副博士后姜秀莲补充道：我们的试验结果向艺术形态理论发出了挑战，我们观测的这些特性很难用计算来重现。

    除了维勒恩和姜以外的凯特勒小组成员还有麻省理工学院物理学研究生安德尔•斯歌莱克和基督徒舒安克。研究中心的所有成员都从事超冷原子的研究。

    该小组观测费密超流体是通过把原子气体的温度降低到开氏500亿分之一度，接近绝对零度（摄氏零下273度或华氏零下459度）。通过使用反相成像技术（一种标准的显微镜技术），通过这种新的方法，他们能够直接观测到超流体的核心以及环绕在它周围的过剩原子外壳。

    超冷费密子超流体的性质同时也正在被美国科罗拉多州大学、澳洲因斯布鲁克大学、巴黎高等师范学院、公爵大学和赖斯大学的研究小组研究。赖斯大学研究小组同时还在研究费密尔原子不均匀混合问题。

    来源：美国麻省理工学院

    英文链接：http://www.physorg.com/news72628622.html

    出处：中国科技信息网Chinainfo