據(jù)美國物理學家組織網近日報道，美國科學家使用激光控制住一些超冷凍原子，測出了費米氣體（一般被認為是物質的第六種狀態(tài)）的黏性。結果表明，費米氣體可以被用做“標度模型”，測量超高溫超導體、中子星內的核物質，甚至大爆炸幾微秒后的夸克—膠子等離子體等物質的屬性，也有望被用來在實驗室測試弦理論。研究報告發(fā)表在12月10日出版的《科學》雜志上。
美國杜克大學物理學家約翰·托馬斯團隊測量了鋰—6原子超冷的費米氣體的黏性。他們將鋰—6原子捕獲在一個幾毫米大小、由激光制成的盆內，當被冷卻并置身于尺寸合適的磁場內時，這些原子之間會產生強烈的相互作用。托馬斯表示，相互作用非常強烈的費米氣體展示出“令人驚奇的屬性”，諸如幾乎能毫無摩擦地像液體一樣流動等。
在超冷環(huán)境下，費米氣體的性質由一個標度——原子之間的平均間距來決定。根據(jù)量子物理學法則，這種間距會決定所有其他的天然標度，諸如能量、溫度和黏性標度等，這就使這種超冷的費米氣體能成為測量其他物質的“標度模型”。托馬斯之前就已經證明，這種氣體能用做標度測量溫度的屬性，但這是科學家首次用其測試黏性。
托馬斯首先在零下459華氏度（約為零下273攝氏度）測量了這種氣體的黏性。關掉限制氣體的收集器，并接著重新將其捕捉使這種費米氣體的半徑開始擺動。擺動持續(xù)時間越長，黏性就越低。將溫度升高一點后，托馬斯開始觀察當其被從捕捉器中釋放出來之后，費米氣體從雪茄狀變?yōu)楸★灎畹乃俣扔卸嗫臁＝Y果顯示，形狀改變越慢，黏性就越高。
美國芝加哥大學理論學家凱西·萊文表示，這一研究結果“對凝聚態(tài)物理和高溫超導性等領域都有重要的意義”。她說，科學家也在凝聚態(tài)物質世界中，尤其是被用來制造高溫超導體的物質中觀察到了這種“完美的流動性”。新數(shù)據(jù)，尤其是在更低溫度下的數(shù)據(jù)“似乎同科學家之前對高溫超導體應該如何流動的預測完全一致”。
杜克大學的科學家伯恩特·密勒認為，費米氣體也可以作為一種“標度模型”來研究目前科學家無法在實驗室中探測到的宇宙的組成部分。科學家可以使用鋰—6原子間距作為標尺，計算中子星上的中子之間的間距，也可以使用對費米氣體所做的測量來確定中子星上所蘊含的能源和其他屬性。另外，還可對宇宙“大爆炸”之后約幾微秒（為百萬分之一秒）出現(xiàn)的夸克—膠子等離子體進行測算。
托馬斯表示，新的研究結果也可以讓科學家通過實驗更加透徹地理解弦理論（目前最有希望將經典力學同量子力學統(tǒng)一起來的數(shù)學模型）所做的一些預測。如果弦理論學家能專門為費米氣體創(chuàng)造出新的運算，他們將能夠使用可能比一個桌面大不了多少的實驗設備，對弦理論進行精確測試。
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