by FLEET 一个安全壳“桶”(红色)装着轻物质冷凝物(蓝色)
信用:FLEET 由光和物质组成的量子流体的“晃动”揭示了超流体的特性
一个由澳大利亚人领导的物理学家团队已经成功地在由密封激光器形成的“桶”中制造出晃动的量子液体
首席作者Dr
埃利泽·埃斯特雷科
在澳大利亚国立大学(ANU)的领导下，该团队偶然观察到了光控桶中量子流体的波动运动，获得了对这种特殊的混合光-物质系统迷人的超流体特性的新见解
超流性是没有阻力的粒子流，是FLEET研究人员在超低能量电子学的未来应用中所追求的
用量子流体装满水桶会导致晃动 该团队在一个激光制造的“桶”中进行实验，该桶捕获被称为激子极化子的粒子，激子极化子是半导体中的混合轻物质粒子
位置空间(左)和动量空间(右)中的晃动量子流体
慢了一亿次
信用:FLEET 随着这些粒子冷却下来，它们形成了一个被称为玻色-爱因斯坦凝聚体(有时被称为物质的第五状态)的巨大量子物体，在这个物体中可以在宏观尺度上看到量子现象
相应的作者埃琳娜·奥斯特罗夫斯卡娅教授说:“冷却粒子损失的多余能量不会轻易消失，所以冷凝物会表现出某种波状行为，这种行为对于冷凝的每次实现都是随机的。”
这种随机性使得成像相机很难检测到瞬时振荡，因为它将在实验中平均化
然而，幸运的是，“桶”是倾斜的
“在大多数实验中，我们试图避免倾斜，因为它使分析变得复杂，”博士说
estre echo
“但在这种情况下,‘恼人的’倾斜能够观察到振荡，因为它有利于冷凝液沿着倾斜方向晃动
在凝聚态的位置和动量上都观察到了晃动振荡，在宏观尺度上美丽地展示了量子力学的规律，这可以用普通显微镜看到
然而，这种振荡速度极快，因此只能用皮秒级时间分辨率的照相机来观察
研究超流体中的声速 实验的真正妙处在于对振荡频率的分析，因为它与声速直接相关，并且可以探测量子流体的超流性质
这一点尤其重要，因为这种特殊的量子流体可以在室温下存在，因此有望应用于器件
通过巧妙的分析，研究小组从实验数据中提取出了声速，并发现它比主流理论预期的要小
该小组认为，这种差异是由于存在一个不可见的类似热物质的粒子库，这些粒子与混合的轻物质粒子相互作用
此外，该实验还提供了可能减缓超流体速度的线索
在绝对零度时，由于系统是一种超流体，振荡预计永远不会结束
然而，在有限的温度下，情况并非如此，因此研究振荡的阻尼率对于理解超流体是至关重要的
初步结果表明，无论是库粒子、有限的温度，还是激子极化子固有的短寿命，都不能单独解释观察到的阻尼率
因此，需要结合这些效应和精心控制的实验进行进一步的理论研究，以更好地理解非平衡量子流体
激子-极化子凝聚体中的低能集体振荡和Bogoliubov声作为编辑的建议发表在2021年2月的《物理评论快报》上
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