基本介紹
- 中文名：液態超流體
- 外文名：Liquid super fluid
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研究簡史
科學家從來沒有停止過尋找電磁波傳播介質的腳步。最早，古希臘哲學家亞里士多德提出“以太”這一概念，認為它是浩瀚宇宙之中所有物體間作用力的傳播媒介，而19世紀的物理學家發現，沒了它很多物理現象可以有更為簡單的解釋，於是科學毫不猶豫地將“以太”拋棄。
一些中子星可能擁有超流體性質的核心
一些中子星可能擁有超流體性質的核心“時空是一個流體”的提法並非第一次出現。這一理論被稱為“超流體真空論”（SVT），在半個世紀前就已問世。但此次，義大利國際高等研究院（SISSA）的研究員里貝拉蒂、慕尼黑路德維希-馬克西米利安大學的科學家馬切諾尼首度解決了這一液體中的黏度問題。換句話說，科學家第一次制定了這種液體究竟該有多“稠”——結果表明，其稠厚的程度幾乎為零。研究人員表示，隨著現代天體物理學技術時代的到來，科學家們將擁有更強有力的線索來支持新興的時空模型。
基本理論
理解宇宙的一大難題是要了解物質是如何在其中穿行的。想像一下波是如何穿過水體的。波會在水中擴散，它利用水作為一種媒介或載體。就人們所知的情況，能量的傳遞需要藉助某種媒介，比如說聲波的傳播需要空氣，熱的傳播需要通過金屬等等。那么像電磁波，光子等究竟是如何穿越宇宙的。如果那裡什麼也沒有的話。
量子力學能解釋所有基本力，除了引力。
量子力學能解釋所有基本力，除了引力。關於空間中的媒介，更為人所熟悉的說法是以太，但證明它的存在或是否定它的存在都將是非常困難的任務。在立波拉蒂和馬可尼的研究中，他們提出所謂的以太實際上就是一種超流體。他們表示時空就像是某種“經典”物體，是一種整體。但應當將其視作僅僅代表了流體“可見”的一面。
科學家是如何看待水的。人們感覺到它是一種流動的液體，但實際上它是由大量H2O分子構成的整體。他們表示，時空也是類似，擁有自己的H2O分子，儘管對於除此之外的其他性質人們仍然不甚了解。圍繞他們這項理論的核心問題便是自然界的4種基本力，即電磁力，弱相互作用力，強相互作用力以及引力。量子力學可以解釋所有這些力，除了引力。
研究意義
新的理論仍然在大膽推斷時空的物質形態，而它的意義更多地在於幫助科學家在大尺度下尋找到可以統一廣義相對論和量子力學的模型，解開困惑物理學家多年的謎團。
研究方法
人們常說“宇宙空間”，但它究竟是什麼。空空如也，還是塞滿了可供光子、電磁波及其他所有一切移動的介質。科學家還沒有找到確定答案。但一個最新理論認為，時空本身可能是一個“液態超流體”（liquidsuperfluid），如果證明其屬實，那人們必須要重新審視整個物理學標準模型。
研究人員通過建立模型，試圖將重力和量子力學融合為“量子引力”這種新理論，並表示這將是一個解釋宇宙的超流動性的合理模型。宇宙的四種基本力——電磁、弱相互作用、強相互作用和引力，量子力學可以解釋其他所有，只除了引力。而“量子引力”的建模需要去了解這種流體的黏度，結論是其黏度值極低，接近於零。而這在以前從未被加入到詳細考慮範圍內。
研究成果
最新研究指出，時空或許是某種形式的超流體。超流體是一種物質狀態，完全缺乏黏性，正由於沒有摩擦力，它可以永無止境地流動而不會失去能量。按照里貝拉蒂和馬切諾尼的理論，時空作為這種特殊的物質形式，也具有非同尋常的特性，就像聲音在空氣中傳播一樣，它提供了一種介質，能讓波和光子得以傳播。
來自義大利國際先進研究院(SISSA)的斯特芬諾·立波拉蒂(Stefano Liberati)教授以及德國慕尼黑大學的科學家盧卡·馬可尼(Luca Maccione)是第一批對這種構想中的流體的粘度性質進行研究的科學家。他們試圖了解這種“流體”究竟有多么粘稠，結果是，他們發現這一粘稠度幾乎為零。在一篇名為《普朗克尺度下耗散現象的天體物理學約束》的論文中，他們探討了有關宇宙流體論的相關問題。他們所做的嘗試是建立一個模型，將引力與量子論相結合，構建一種“量子引力”。
對於最終統一量子論以及引力的模型中，這種超流體理論或許是一種不錯的選擇。但要想構建一個流體的模型，就要知道其粘度，也就是它有多粘稠，而研究人員的估算結果是接近於零。立波拉蒂表示：“如果時空是一種液體，那么我們就必須考慮其粘度以及其他與擴散效應有關的因素，而此前這些都從未得到認真的考慮。”
立波拉蒂指出：“我們可以看到從數百萬光年之外的距離上傳遞過來的光子。而如果時空是一種流體，那么根據我們的計算，它必須是一種超流體。這就意味著它的粘度將會極低，接近於零。”
立波拉蒂指出：“我們同樣也對其他影響更弱的擴散效應進行了測算，我們預計未來的天體物理觀測將會證實這些預測。如果這些得到證實，那么我們將獲得支持這一時空新理論的強大證據。在現代天體物理學技術的幫助下，時間正逐漸將量子引力從僅僅是一種猜測性的構想逐漸轉變為一種更加現實的可能性。現在是研究引力學的最好時機。”
