科学家们已经开发了一种新的方法证明量子漩涡同样存在

在自然界中，旋涡随处可见。水的旋转可以产生漩涡。当大气层被搅动起来时，巨大的龙卷风就会形成。在量子世界中也是如此，只不过许多相同的旋涡是同时形成的--旋涡是量化的。在许多量子气体中，这种量化的旋涡已经被证明。

根据论文中的模拟数据，旋转的双极玻色-爱因斯坦-冷凝物（dBEC）的密度分布图，显示出量化的涡流。由于原子之间的各向异性和长程相互作用的特点，通过dBEC中的密度倾角可以看到涡流，呈条纹状排列。资料来源：Ella Maru工作室

来自因斯布鲁克大学实验物理系和奥地利科学院量子光学和量子信息研究所的弗朗西斯卡-费拉伊诺说："这很有趣，因为这种旋涡清楚地表明了量子气体的无摩擦流动--所谓的超流性"。

费拉诺和她的团队正在研究由强磁性元素构成的量子气体。对于这种双极性的量子气体，其中的原子彼此高度相连，迄今无法证明量子涡旋。但科学家们已经开发了一种新的方法。Francesca Ferlaino团队的Manfred Mark解释说："我们利用我们的镝量子气体的方向性，其原子的行为就像许多小磁铁来搅拌气体。"

为了做到这一点，科学家们对他们的量子气体施加了一个磁场，使这种最初是圆形的、煎饼状的气体由于磁致伸缩而变得椭圆形变形。这个想法既简单又强大，源于几年前由尼克-帕克领导的纽卡斯尔大学理论团队提出的理论建议，该论文的第二作者托马斯-布兰德是该团队的成员。

"通过旋转磁场，我们可以旋转量子气体，"目前论文的第一作者劳里茨-克劳斯解释说。"如果它的旋转速度足够快，那么在量子气体中就会形成小漩涡。这就是气体试图平衡角动量的方式。"

在足够高的旋转速度下，沿着磁场形成奇特的旋涡条纹。这些是双极量子气体的一个特殊特征，现在已经在奥地利因斯布鲁克大学首次被观察到。

现在发表在《自然-物理学》上的这种新方法将被用来研究超固态中的超流性，在这种状态下，量子物质同时是固体和液体。"在新发现的超固态中，超流性的程度确实仍然是一个重大的开放性问题，而且这个问题今天仍然很少被研究。"

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