我国科学家取得量子模拟研究重大突破——首测费米超流第二声
中国青年报客户端讯(中青报·中青网记者 王海涵 王磊 通讯员 范琼)日前,国际学术期刊《科学》(Science)发表中国科学技术大学团队量子模拟研究的重大突破——潘建伟、姚星灿、陈宇翱团队基于超冷锂-镝原子量子模拟平台,首次测得第二声的衰减率(声扩散系数),并以此准确测定了体系的热导率与粘滞系数。
热是怎么传播的?通常是通过扩散,即从近到远温度逐渐降低。然而,在某些情况下它也可能以波动的形式传播,很像声波。这种现象被称为第二声(second sound),相对的普通声波被称为第一声。第二声的传播,是一种只存在于超流体中的独特量子输运现象。在费米超流中研究第二声的衰减行为,不仅能回答“两流体理论能否描述强相互作用费米超流的低能物理”这一长期存在的问题,还能表征强相互作用费米体系在超流相变处的临界输运现象。
想要观测第二声的衰减,不仅需要制备高品质的密度均匀费米超流,还需要发展探测微弱温度波动的方法。尽管费米超流已被实现近20年,上述两项关键技术却一直未得到突破。
中国科大研究团队经过4年多的攻关,取得两项关键技术突破,成功在幺正费米超流体的密度响应中,观测到了第二声的信号,获得完整的幺正费米超流体的密度响应谱,并获得第二声的衰减率(声扩散系数)。研究结果表明,幺正费米超流体的输运系数均达到了普适的量子力学极限值。研究团队表示,这些发现为进一步的量子模拟研究,从而理解强关联费米体系中的反常输运现象奠定了基础。(视频为中国科大制作)