“第二聲”也叫溫度波或熵波，是一種量子力學現(xiàn)象，目前只在超流液氦中才能觀察到。據(jù)物理學家組織網(wǎng)5月16日（北京時間）報道，最近，奧地利因斯布魯克大學和意大利特蘭托大學物理學家合作實驗，在量子氣體中也觀察到了這種溫度波的傳播，證實了列夫?朗道70年前假設(shè)的理論。相關(guān)論文發(fā)表在《自然》雜志上。

      在低于臨界溫度時，一些液體會變成超流體而失去摩擦力。此外，超流狀態(tài)下液體的導熱性能極高，會以一種完全不同的溫度波的形式來傳輸能量。由于這種波很像聲波，因此也被稱為“第二聲”。為了解釋超流體的性質(zhì)，物理學家列夫?朗道1941年發(fā)展了雙流體力學理論，他假設(shè)低溫下的液體包含超流液和普通液體兩部分，后者隨著溫度下降而逐漸消失。

      迄今為止，人們只能在液氦和超冷量子氣體中觀察到超流動性。另一種超流系統(tǒng)是中子星，在原子核中也發(fā)現(xiàn)有超流現(xiàn)象的證據(jù)。超流性與超導性密切相關(guān)，后者是在低溫下表現(xiàn)的零電阻現(xiàn)象。

      超冷量子氣體是把幾十萬個原子在真空容器中冷卻到接近絕對零度（零下273.15攝氏度）獲得的，利用激光能夠?qū)Υ藸顟B(tài)下的粒子進行高精度地控制和操縱，因此是觀察量子力學現(xiàn)象，如超流動性的理想模型系統(tǒng)?！笆嗄陙?，雖然這一領(lǐng)域已有大量研究，但要在量子氣體中探測到第二聲現(xiàn)象還很困難?！币蛩共剪斂舜髮W實驗物理學院、奧地利科學院量子光學與量子信息研究所的魯?shù)婪?格里姆說，“然而到最后，證明它卻容易得讓人驚訝。”

      在實驗室中，格里姆的量子物理學家小組準備了由30萬個鋰原子構(gòu)成的量子氣體，用調(diào)制激光束給雪茄煙形的粒子云加熱，然后觀察到了溫度波的傳播。“雖然在超流氦里只產(chǎn)生了一個熵波，但我們的費米子氣體也顯出了一些熱膨脹，由此形成了可檢測的密度波。”格里姆解釋說，這也是研究人員第一次在量子氣體中檢測到超流體的不同部分?！霸谖覀冎斑€無人做到這一點，這填補了費米子氣體研究中的一個基本缺口。”

      該研究是因斯布魯克物理學家與意大利科學家長期合作的成果。特蘭托大學玻瑟?愛因斯坦凝聚中心小組領(lǐng)導之一是列夫?皮塔伊夫斯基，他也是列夫?朗道的學生。他們修改了朗道關(guān)于第二聲理論的描述，使之與實驗中近乎一維的幾何波形更加適應(yīng)。魯?shù)婪?格里姆說：“利用這一模型，解釋實驗的檢測結(jié)果變得更加容易。這一成果代表了我們合作的頂峰?！?/P>

    總編輯圈點

      這是一種完全缺乏黏性的物質(zhì)狀態(tài)，如果將其放置于環(huán)狀的容器中，由于沒有摩擦力，它可以永無止盡地流動。它能以零阻力通過微管，甚至能從碗中向上“滴”出而逃逸。這種超流狀態(tài)下的液體，導熱性能極高，會以“第二聲”的形式來傳輸能量。盡管探測“第二聲”非常困難，但證明它卻相當容易。此次在量子氣體中觀察到它，是否意味著，這種神奇的超流體現(xiàn)象離我們的生活越來越近了呢？