在超流体宇宙中没有速度限制，现在我们知道为什么了

在氦-3超流体的冷而稠密的介质中，科学家们最近有了一个意外的发现，穿过介质的外来物体可以超过临界速度限制，而不会破坏脆弱的超流体本身。

由于这与我们对超流的理解相矛盾，这给我们带来了一个难题，但现在，通过重新创造和研究这种现象，物理学家们已经弄清楚了它是如何发生的，超流体中的粒子粘在物体上，保护它不与整体超流体相互作用，从而防止了超流体的崩溃。

超流体氦-3虽然是一种密度相对较高的液体，但对于一根穿过它的棒子来说，它就像一个真空。英国兰开斯特大学的物理学家Samuli Autti说。“我觉得这很有趣。”

超流体是一种粘性为零、摩擦力为零的流体，因此流动时不会失去动能,从氦-4同位素的玻色子中可以相对容易地制造出它们，当冷却到略高于绝对零度时，速度会减慢到足以重叠并形成高密度的原子簇，它们起到一个“超级原子”的作用。

不过，这些“超级原子”只形成了一种超流体，另一个是基于玻色子的兄弟——费米子，费米子是包括电子和夸克等原子组成部分的粒子。

当冷却到一定温度以下时，费米子结合在一起形成所谓的库珀对，每对都由两个费米子组成，两个费米子结合在一起形成复合玻色子，这些库柏对的行为完全像玻色子，因此可以形成超流体。该团队用氦-3创造了费米超流体，氦-3是一种缺少一个中子的氦的稀有同位素，当冷却到绝对零度以上万分之一度时(0.0001开尔文，或-273.15摄氏度/-459.67华氏度)，氦-3就形成了库珀对。

这些超流体相当脆弱，如果有物体以一种被称为临界朗道速度(critical Landau velocity)的速度通过，库伯对就会破裂，然而，在2016年的一篇论文中，兰开斯特大学(Lancaster University)的研究人员发现，通过氦-3超流体的一根线杆可以在不破坏氦-3对的情况下超过这个速度。

在他们的后续实验中，他们测量了移动金属丝穿过超流体所需的力。当导线开始移动时，他们测量到一个非常小的力，但一旦它开始移动，保持运动所需的力是零——只要轻轻推一下它，它就会离开，研究小组得出的结论是，初始力来自于库珀对移动了一点以适应运动，施加在金属丝杆上的小的起始力。但是，在那之后，金属线可以自由移动，本质上伪装在铜对外衣。

兰开斯特大学的物理学家阿什·詹宁斯说:“通过改变棒的运动方向，我们可以得出这样的结论：即使棒的速度非常快，它也会被覆盖在棒上的束缚粒子所隐藏。”

费米超流体可以用来制造超导体，而超导体作为量子计算机的关键部件正在被研究。了解更多关于超流体的行为方式和原因，可能只会让我们更接近这个目标。

这项研究发表在《自然通讯》上。

封面图来自：Visualisation of superfluid particles. (Lancaster University)

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