在接近王人备零度的低温下，某些流体会插足一种零黏度景色，发扬出毫无无阻力、无摩擦地流动的才气。这种超卓的景色便是超流性。
早在1936年，科学家就在低温下发现氦具有超流性。尔后，一些原子气体也被证实具有同样的举止。1972年，诺贝尔奖得主、物理学家维塔利·金茨堡（Vitaly Ginzburg）提议，氢分子（H₂）在极低温下也可能具备超流性。然而，这一表面展望，在尔后数十年间一直贫寒径直字据扶持。
在一项新发表于《科学进展》的筹议中，一个外洋筹议团队在0.4K（-272.75°C）的温度下，不雅察到了氢纳米团簇展现出的超流性，这是初度在氢分子中径直不雅测到超流性。
让氢在极寒中流动
氢分子是最简便、最轻的分子，它是一种无自旋复合玻色子。物理学家展望，氢分子会在1~2K的温度下挪动为超流体。然而，氢在低于13.8K时就会凝固。因此，在表面展望的1~2K的温度下，氢还是成为固体，使得考证其超流性变得极其困难。
为了突破这一逆境，在新的筹议中，筹议东谈主员假想了一种革命的“纳米级超冷推行室”：他们将由少许氢分子组成的团簇终局在氦纳米液滴中，并将举座系统冷却至0.4K。固然这一温度低于氢的凝固点，但借助氦纳米液滴的作用，氢分子得以保管液态，从而为不雅察其潜在的超流体特点创造了条款。
筹议东谈主员将氢分子终局在氦纳米液滴中，然后在氢分子中镶嵌一个甲烷分子（左），并使用激光束照耀甲烷（右）来使甲烷旋转，通过测量旋转来细目氢的超流性。（图/Susumu Kuma, RIKEN）
接下来，筹议东谈主员向氢团簇中镶嵌一个甲烷（CH₄）分子，并使用激光脉冲激勉其旋转。旋转的甲烷分子的“动弹光谱”不错成为教诲周围的氢分子是否成为超流体的梦想“探针”。在等闲液体中，氢分子会穷困甲烷的旋转，百家乐ag真人曝光使其动弹光谱粗率不清；而在超流体环境下，甲烷大致无阻力地旋转，呈现出敏感显著的动弹光谱。
恰是通过这一才略，筹议东谈主员初度在细微的液态氢团簇中不雅测到了甲烷的显著光谱，从而说明了周围的氢分子发扬出无摩擦的量子流动举止。筹议东谈主员指出，这项推行颠倒于1946年Elephter Andronikashvili在超流氦中所进行的旋转圆盘推行的“微不雅版块”——夙昔，他通过不雅测一个圆盘在超流氦中的旋转受阻情况，来测定超流性。而如今，甲烷分子就颠倒于阿谁微缩的圆盘。
氢分子的数目
推行进一步表露，氢团簇是否展现出超流性，与氢分子数联系。当氢团簇中的氢分子少于6个时，甲烷的旋转仍受到摩擦阻力的影响。但当氢分子数目增多至10个傍边，摩擦开动显赫减小，甲烷旋转速率加速。尤其是当氢鸠集至15至20个时，甲烷分子的旋转着实完全不受穷困，标明统统这个词团簇已发扬出近乎圆善的超流性。
这种与团簇大小的联系性和团队开展的模拟恶果高度一致。他们通过旅途积分蒙特卡罗模拟，展望了当团簇中的氢分子数目增多到5个以上时，系统中已有逾越60%的氢团簇开动参与所谓的量子玻色子交换——这是超流性的典型特征。
迈向“无摩擦”的氢能异日？
这一筹议不仅考证了金茨堡提议的历久展望，也为量子流体筹议提供了全新地点。看成天地中最丰富的元素之一，氢在动力时间中上演着穷困变装，尤其是在燃料电板、清洁动力载体和长距离运载等领域。然而，氢在常温常压下难以储存或运载，其低密度和高易燃性弥远是工程难题。新筹议有望为更高效的氢储存与清洁动力输运提供新想路。
更穷困的是，这项筹议为探索量子物资与经典物资的范围提供了推行平台。筹议东谈主员暗示，他们打算进一步探索更大范畴的氢团簇（从20到上百万个分子），以聚会超流性何如跟着系统范畴演变，以及最终是否能在不借助氦液滴的情况下构建纯氢超流体。此外，他们还打算测试这些氢团簇对外部电场和磁场的反应，探索其在量子限度、信息经管和超导材料中的后劲。
#参考开始：
https://physicsworld.com/a/superfluid-phase-spotted-in-molecular-hydrogen-for-the-first-time/
https://science.ubc.ca/news/february-21-2025/hydrogen-becomes-superfluid-nanoscale-confirming-50-year-old-prediction
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu1093
#图片开始：
封面图&首图：Susumu Kuma, RIKEN