超流
宏观范围内的量子效应之一
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历史版本
超流（Super Fluidity）是一种宏观范围内的量子效应，主要体现在氦原子形成的紧密集体中。这种现象最早由P. Kapitza在1937年发现，当时他将液氦-4的温度降至2.17K以下，观察到其表现出一系列异常的性质。超流现象的研究历史悠久，相关成果多次获得诺贝尔物理学奖。随着超冷原子凝聚的发展，这一领域的研究取得了显著进展。[1]
历史背景
1937年，前苏联物理学家P. Kapitza发现，将液氦-4的温度冷却至2.17 K以下时，它能够很快流过0.5 μm宽的玻璃狭缝，他将这种没有粘滞性的流体称之为超流，一种可与超导媲美的宏观量子效应。20世纪40年代，物理学家L. Onsager、L. Landau、R. Feynman等人在理论上发现，旋转超流体宏观波函数中存在拓扑奇异点，原子会围绕这些拓扑奇异点做旋转运动——这就是所谓的量子涡旋。
物理学家对超流以及量子涡旋的研究已持续了近一个世纪，并获得了多项诺贝尔物理学奖。P. Kapitza首次观测到玻色液体的超流现象，获得1978年诺贝尔物理学奖；L. Landau提出了超流体的量子理论，解释并预言了超流体的许多重要性质，获得1962年诺贝尔物理学奖；D. Lee、D. Osheroff、R. Richardson等人成功地将液氦-3冷却至2.5 mK以下，并首次观测到了费米液体的超流性，获得1996年诺贝尔物理学奖；A. A. Abrikosov通过求解Ginzburg–Landau方程，发现量子涡旋会遵循能量最低原则，排列成周期性的晶格结构；A. Leggett提出了一种新的量子理论，揭示了液氦-3费米超流的机理，他们因此分享了2003年诺贝尔物理学奖。