原标题：物理学的新突破，完美流体被创造出来，它对了解中子星有很大作用

什么是流体？

说到流体，可能你第一印象就是液体，其实流体包含了一系列的物质状态，它具有不可被压缩的性质、以及容器能决定它的展现形状，比如气体和等离子体也是属于流体。流体之间的黏性或厚度也是不同的，比如蜂蜜黏稠度很高，水则很小，在液氦中一小部分液体还会变成了零粘度的超流体，但它们并不一定是完美的流体。

什么是完美流体？

根据量子力学理论中，费米子粒子质量和普朗克常数的方程推导出，完美的流体应该具有尽可能低的摩擦和粘度。然而，这一理论变成了现实，完美流体被创造出来了，这是物理学上的又一重大突破。完美流体诞生于麻省理工学院的实验室，该流体具有量子力学定律所允许的最低粘度，即流体共振频率的上升倾斜，同时物理学家第一次记录了声波在完美的流体中传播的过程。

完美流体实验设计

由于流体的粘度可以通过声音在其中扩散的方式来测量，根据这种声音扩散特性，研究小组设计了一个实验，让声波在由费米子粒子组成的流体中传播，以确定流体的粘度。费米子是一类粒子，它包括原子的基本组成部分，比如电子和夸克，也包括由费米子组成的粒子，比如由三个夸克组成的中子和质子。

完美流体是如何被创造出来的？

他们首先使用了一个激光系统来捕获锂-6原子气体，将激光精确地配置成一个围绕费米子气体的圆柱形光学盒，气体的温度保持在-273.15摄氏度到-459.67摄氏度之间。当费米子撞击到盒子边缘时，激光器就会被调整回气体中。同时，费米子之间的相互作用被控制在量子力学允许的范围内，所以在盒子里，费米子必须在每次碰撞中相互碰撞，这使得费米子变成了完美的流体。

用波纹来判断流体黏性‍

为了保证完美流体的密度均匀，科研小组还改变了圆柱形容器一端的光强度。密度均匀是为了能够在流体的密度中发现类似于声波的波纹，当声波的频率与介质的自然振动频率相匹配时，也就是共振会产生波纹。通过观察共振产生的波纹来确定流体的黏性或者声音的扩散率，如果一种液体黏性很低，共振的波纹就会很大，反之，则波纹就会很小。通过实验，研究人员在流体中发现了非常清晰的共振，特别是在低频时。根据这些数据，他们计算出了流体的声音扩散。这个数值可以从费米粒子质量和普朗克常数中得到，这也表明了锂-6气体确实是一种完美的流体。

这项研究有什么用？

它可以帮助我们了解宇宙中一些最极端的情况，比如超密度中子星的内部，以及在大爆炸后不久充满宇宙的夸克胶子等离子体液体。尽管旋转中子星内部的温度和密度要高很多个数量级，但它的核心也被科学家认为是完美的流体，并且它们也有许多振动模式。我们可以利用完美流体来了解中子星的扩散率，进而更好地了解它们的内部结构，以及中子星合并时产生的引力波信号。

完美流体还可以帮助科学家们更好地理解超导性，即电子在材料中的自由流动，通过计算气体的最低阻力是多少，我们可以知道电子在材料中会发生什么，以及如何让电子以完美的方式流动。