【大紀元2018年04月20日訊】（大紀元記者晨曦編譯報導）「超流准晶體」（superfluid quasicrystal）這一名詞，聽上去就像是漫畫書中的壞蛋實施一項卑劣計劃時所要用到的東西。
但實際上，這是德克薩斯大學達拉斯分校理論物理學家提議的一種新的物質狀態。發表在近日《物理評論快報》（Physical Review Letters）期刊上的這項最新研究，描述了在實驗室中製造這種奇特材料的「配方」。
我們都熟悉物質的三種基本狀態：固體、液體和氣體，但其實還有另外幾種狀態，比如在太陽和其它星球內部發現的等離子體（plasma），以及密度很大的、僅在最極端低溫下存在的波色愛因斯坦冷凝物（Bose-Einstein condensates）。
超流體也是一種具有非同尋常的特性的物質狀態，它完全缺乏黏性，也就是說，它能流經物體表面而不會減速、也不會由於摩擦而失去能量。超流體，如液態氦，必須被冷卻到極端低溫時才會出現這種特性。
「假設你早上喝的咖啡是超流體，你用湯匙攪拌它，然後拿走湯匙，那麼咖啡永遠都不會停止運動，」該論文的作者之一、自然科學與數理學院物理學教授張博士（Chuanwei Zhang）解釋說，：「而正常的液體會因為與杯體之間的摩擦力而最終停止運動。」
大約50年前，科學家們曾提出過一種被稱作超固體的新的物質狀態，這種狀態結合了超流體的特性與晶體特性，但在實驗室中將其製造出來也只是過去幾年才做得到的。
「在物理學上，我們對液體和固體的定義非常嚴格，」張博士表示，「液態水不能表現為固體，反之亦然。它們可以混合在一起，比如一杯加了冰的水，但它們依舊是兩種不同狀態的物質。」不過，他又解釋說，在從原子和單個粒子的層面描述物質行為的量子物理學上，這種概念卻不一定都是正確的。
「超固體是一種流動時無摩擦力的液體，其原子排列具有週期性，與在晶體固體中的排列相同，」張博士說。「這兩種狀態在我們的日常生活中是互相排斥的，但在量子世界中卻能同時存在於相同的物理材料中。」
張博士的團隊提出了一種既是超液體又是准晶體的新的物質狀態。晶體，比如食鹽，其原子以非常有序的、週期性的方式排列。准晶體具有與晶體相似的有序的原子排列，但卻是非週期性的。
那麼，可否得到一種新的量子物質狀態，即是准晶體、同時又是超液體？答案是肯定的，至少從物理學原理上說。張博士的團隊提議的這種物質可以在無摩擦的狀態下流動，同時也展示出非週期性的准晶體結構。
張博士表示，雖然這種提議目前還處於理論階段，但他們已經在文章中列出了相關實驗設備。製造這種物質並不需要發明新技術，而只是涉及到對波色愛因斯坦冷凝物發射激光。他們預計或許在一兩年內就能夠成功將其製造出來。◇
責任編輯：朱涵儒
