Page 73 - 世界学

第二章 宏观世界学 057

态出现的温度已提高到绝对温度 164℃。
超导体在某些科学技术领域中开始进入实用阶段。超导态物质的结构如何？目

前理论研究还不成熟，有待继续探索。对高温超导机理的理解可能会导致对很多被
称为电子强关联的一大类材料物理本质的理解，同时在科学和技术两个方面产生

飞跃。
10.超流态

超流态是一种非常奇特的物理状态，目前所知，这种状态只发生在超低温下的
个别物质上。当接近绝对零度时，部分液体会转变成另一种的液体状态名为超流体，

它的特点是黏度值是零（有无限的流动性），超流动性是其最具特征的基本性质。
科学家在 1937 年发现，将氦冷却到低于 λ 温度（2.17K）便形成超流体。此时，
氦气可以在容器中不断流动，并可对抗地心吸力。氦 -4 为了找寻自己的定位会在

容器上缓慢地流动，在短时间之后，两个容器的水平将会是一致。而大容器的内壁
将会被“罗林膜”所覆盖，如果容器的不是密封的，液体便会流出来。超流体拥有

无限大的热传导率，所以在超流体中不能形成温度梯度。这些特性可以用氦 -4 在
超流体状态中转变成玻色 - 爱因斯坦凝聚态来解释。费米凝聚态的超流体也可以由

氦的同位素氦 -3 或者锂的同位素锂 -6 在更低温的状态下转变而成。
氦 -4 原子是玻色子，玻色 - 爱因斯坦统计允许很多原子同时处于一个量子态上。

当温度降至 λ点以下时，有宏观数量的氦原子同时凝聚在动量为零的单一量子态
上，用一个宏观波函数来描述。温度在 λ 点以下的超流动性及其他特异现象都可
用这种宏观波函数的特性来解释。

11. 玻色 - 爱因斯坦凝聚态
“玻色 - 爱因斯坦凝聚态”，是由爱因斯坦和玻色在 1924 年预测出来，为了

揭示这个有趣的物理现象，世界科学家为此付出了几十年的努力。1995 年，美国
科学家维曼、康奈尔和德国科学家克特勒首先从实验上证实了这个新物态的存在。
为此，2001 年度诺贝尔物理学奖授予了这 3 位科学家，以表彰他们在实现“玻色 -

爱因斯坦凝聚态”研究中作出的突出贡献。

“玻色 - 爱因斯坦凝聚态”是物质的一种奇特的状态，处于这种状态的大量原
子的行为像单个粒子一样。这里的“凝聚”与日常生活中的凝聚不同，它表示原来
不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态，要达到该状态，一方面需要物质达到极