本文转自：文汇客户端热不仅会扩散|再登《科学》！潘建伟团队首次测得神秘“第二声”衰减率，这种波动来自你天天接触的它…… 本文转自：文汇客户端

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热不仅会扩散，在某些情况下，它还可能像声波一样，以波的形式传播，被称为“第二声” 。
这神秘的“第二声”一般不会出现在普通物质中，只会出现在某些特殊物质中，例如超流的氦。
最近，中国科学技术大学潘建伟团队在世界上首次“破译”了第二声的衰减率，即声扩散系数。
这是他们基于超冷锂-镝原子量子模拟平台获得的结果，并以此准确测定了体系的热导率与粘滞系数。
就在北京冬奥会开幕当天，国际著名学术期刊《科学》发表这项来自中国的量子模拟重大突破。
Science杂志的审稿人称该项工作“展示了令人惊叹的实验的杰作”“一篇极为出色的论文”“该工作有望成为量子模拟领域的一项里程碑” 。

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什么是超流？超流就是粘滞性变成0的流体，是一种宏观量子现象。
比如，因为有粘滞性的存在，我们搅拌一杯水形成的漩涡，会在停止搅拌后慢慢消失，恢复平静。而超流体中的漩涡却会永远停不下来。更神奇的是，装到一个容器中的超流体，会自己爬出来。
80多年前，苏联科学家列夫·达维多维奇·朗道建立了两流体理论，成功解释了氦-4液体（强相互作用玻色体系）的超流现象，并预言了熵或温度会以波的形式在超流中传播。
熵波的性质与传统声波类似，它在传播过程中会逐渐衰减，因此朗道又将其命名为第二声（secondsound）。
他因此获得了1962年的诺贝尔物理学奖。

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在此基础上，人们建立了一个普适的理论，叫做动力学标度理论（dynamicalscalingtheory）。
这是一个对很多量子体系的相变都具有重要指导意义的理论，例如高温超导、高分子聚合等。
不过，动力学标度理论指出，许多不同体系的相变过程都遵从相同的某些普适函数。
但这些普适函数在液氦中非常难测，所以人们很难在液氦中继续深入研究第二声现象。
科学家发现，第二声的传播和衰减与超流序参量直接耦合，是一种只存在于超流体中的独特量子输运现象。
由强相互作用（幺正）极限下的超冷费米原子形成的超流体具有极佳的纯净度与可控性，为研究第二声的衰减带来了全新的机遇。
在费米超流中研究第二声的衰减行为，不仅能回答“两流体理论能否描述强相互作用费米超流的低能物理”这一长期存在的问题，还能表征强相互作用费米体系在超流相变处的临界输运现象。
同时，这也是超冷原子量子模拟领域的一个重要目标。

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于是，中国科学技术大学潘建伟、姚星灿、陈宇翱等与澳大利亚科学家胡辉合作，在这一方向上发起攻关。
想要观测第二声的衰减，不仅需要制备高品质的密度均匀费米超流，还需要发展探测微弱温度波动的方法。尽管费米超流已被实现近20年，上述两项关键技术却一直未得到突破，因此无法对第二声的衰减进行研究。
在过去四年多的时间里，研究团队搭建了一个全新的超冷锂-镝原子量子模拟平台，融合发展了灰色黏团与算法冷却、盒型光势阱等先进的超冷原子调控技术，最终成功地实现了世界领先的均匀费米气体的制备。