中國科學技術(shù)大學潘建偉、姚星燦、陳宇翱等與澳大利亞科學家胡輝合作，首次在處于強相互作用（幺正）極限下的費米超流體中觀測到了熵波衰減的臨界發(fā)散行為，揭示了該體系存在著一個可觀的相變臨界區(qū)，并獲得了熱導率與粘滯系數(shù)等重要的輸運系數(shù)。該項工作為理解強相互作用費米體系的量子輸運現(xiàn)象提供了重要的實驗信息，是利用量子模擬解決重要物理問題的一個范例。2月4日，該成果以長文（research article）的形式發(fā)表在國際權(quán)威學術(shù)期刊Science上。 *.]E+MYi*  
%)Uvf`Xhh4  
80多年前，朗道建立了兩流體理論，成功解釋了氦-4液體（強相互作用玻色體系）的超流現(xiàn)象，并預言了熵或溫度會以波的形式在超流中傳播。熵波的性質(zhì)與傳統(tǒng)聲波類似，它在傳播過程中會逐漸衰減，因此朗道又將其命名為第二聲（second sound）。第二聲的傳播和衰減與超流序參量直接耦合，是一種只存在于超流體中的獨特量子輸運現(xiàn)象。在費米超流中研究第二聲的衰減行為，不僅能回答“兩流體理論能否描述強相互作用費米超流的低能物理”這一長期存在的問題，還能表征強相互作用費米體系在超流相變處的臨界輸運現(xiàn)象。 H L|spl(c  
[F)/mN  
由強相互作用（幺正）極限下的超冷費米原子形成的超流體具有極佳的純凈度與可控性，為研究第二聲的衰減帶來了全新的機遇，這也是超冷原子量子模擬領(lǐng)域的一個重要目標。想要觀測第二聲的衰減，不僅需要制備高品質(zhì)的密度均勻費米超流，還需要發(fā)展探測微弱溫度波動的方法。盡管費米超流已被實現(xiàn)近20年，上述兩項關(guān)鍵技術(shù)卻一直未得到突破，因此無法對第二聲的衰減進行研究。 F2`htM@,  
{&EZ>r-  
在該項工作中，中國科大研究團隊經(jīng)過4年多的艱苦攻關(guān)，搭建了一個全新的超冷鋰-鏑原子量子模擬平臺，融合發(fā)展了灰色黏團與算法冷卻、盒型光勢阱等先進的超冷原子調(diào)控技術(shù)，最終成功地實現(xiàn)了世界領(lǐng)先的均勻費米氣體的制備；與此同時，研究團隊還基于低噪聲行波光晶格與高分辨原位成像技術(shù)，實驗實現(xiàn)并理論詮釋了低動量傳遞（約百分之五的費米動量）與高能量分辨率（優(yōu)于千分之一的費米能）的布拉格譜學方法，并利用其實現(xiàn)了對體系密度響應的高分辨測量。在取得上述兩項關(guān)鍵技術(shù)突破的基礎(chǔ)上，研究團隊成功地在幺正費米超流體的密度響應中觀測到了第二聲的信號（如圖1（D）所示），并獲得了完整的幺正費米超流體的密度響應譜，實驗結(jié)果與基于耗散兩流體理論的描述高度吻合。 u%
1k