咩叫超固體???

美根據美國Pennsylvania州立大學的研究人員對固態4He的實驗結果顯示, 他們可能已經發現了超固體(supersolid)--一種理論上曾被提出但尚未在實驗上被驗證的物質態.

所謂的"超固體"就是具有超流體(superfluid)性質的固體. 在直覺上, 超流體的性質似乎只有在液態時才會發生. 然而早在1970年左右, 已經有理論顯示超流性質也可能發生在4He的固態. 這種具有超流體的性質超固體也可以像液態的超流體一樣無阻力地流動.

在發表於2004年1月15日的Nature中, 美國Pennsylvania州立大學的研究人員以扭擺的方式來進行實驗. 他們將4He裝到表面多孔的玻璃容器中(此種玻璃稱為Vycor), 然後在63大氣壓下其冷卻到2.176K以下, 此時4He轉變為固態. 裝有固態4He的Vycor容器與一扭力棒相連並懸吊著. 微輻轉動Vycor容器使容器來回扭轉. 此時扭動的頻率與Vycor容器及固態4He的轉動慣量(正比於質量)開根號成正比. 他們發現當將溫度再降至0.175K時, 轉動慣量忽然減少. 也就是固態4He不再隨著容器轉動. 為什麼固態4He可以克服摩擦力不隨Vycor容器轉動, 尤其這種Vycor又是表面有細孔的玻璃. 唯一的解釋就是此時固態4He已變成超流體態了.

研究人員Kim及Chan表示, 如果不引進超固體的觀念, 實在很難解釋這個觀察到的結果. 然而, 加拿大Alberta大學的John Beamish則認為, 這實在是還有爭議. 例如有些人可能會認為也許還有一些液態的4He還附在Vycor容器的表面上, 因此造成固態的4He不與容器一起轉動. 當然, Kim及Chan堅持這是不可能的.