有一种新的物质形式，它被称为超固体。这种物质诞生在麻省理工学院（MIT）的实验室，这个新事物看起来是一个矛盾体。超固体结合了固体和超流体的性质，流体具有零粘度，因此流动而不失去动能。超固体以前是由物理学家预测的，但直到现在还没有在实验室中观察到。

团队负责人 Wolfgang Ketterle说：" 结合了超流度和坚固性的这种材料是有悖常理的。如果你的咖啡是超流体，当你搅拌它后，它会一直继续旋转下去。"

为了开发这种看似矛盾的物质形式，Ketterle 的团队在一种被称为玻色 - 爱因斯坦冷凝物（BEC）稀释气体的超流体状态下操纵原子的运动。" 现在的挑战是为 BEC 增加一些东西，以确保它开发出超越 " 原子阱 " 形状的形式，这是固体的定义特征，" Ketterle 解释说。

团队在超高真空室中使用激光束来操纵 BEC 原子进入自旋轨道耦合的运动，自旋轨道耦合基本上是粒子的自旋与其运动的相互作用。使用一组初始激光器将一半 BEC 原子转换成不同的自旋或量子相。这产生了两个 BEC 的混合物。使用额外的激光束在两种冷凝物之间转移原子产生了 " 自旋 – 翻转 "。

Ketterle 说：" 这些额外的激光器给了’自旋 – 翻转’原子一个额外的磁极以实现自旋轨道耦合。基于物理学家预测的结果物质必须是超固体，因为自旋轨道耦合的 BEC 将具有自发的‘密度调制’。换句话说，其密度将不再是恒定的。相反，它将具有‘条纹相’，其是类似于结晶固体的波纹或波浪状图案。"

麻省理工学院研究员 Junru Li 说：" 超固体的配方非常简单，但是精确地对准所有激光束，并且使得一切稳定以观察条纹相是一个巨大的挑战。" 然而，观察这种密度调制是困难的，团队不得不使用另一激光器，其光束由密度调制衍射。

进一步研究这种超固体可以更好地了解超流体和超导体的性质，这将是提高有效能量传输的关键。超固体对于开发更好的超导磁体和传感器也是至关重要的。

超固体的应用还将有一段时间，特别是因为超固体只能在超高真空条件下的极低温度下存在。现在，Ketterle 的团队将继续进一步研究涉及自旋轨道耦合的超固体的性质。

现在我们已经通过实验证明预测超级固体的理论是正确的，科学家们希望激发进一步的研究，可能有意想不到的结果。

文章链接：

Jun-Ru Li, et al, "A stripe phase with supersolid properties in spin–orbit-coupled Bose–Einstein condensates," Nature 543,91–94(02 March 2017), doi:10.1038/nature21431

（本文来源：优觅小闹-科学；）

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