原標題：物理學的新突破，完美流體被創造出來，它對了解中子星有很大作用

什麼是流體？

說到流體，可能你第一印象就是液體，其實流體包含了一系列的物質狀態，它具有不可被壓縮的性質、以及容器能決定它的展現形狀，比如氣體和等離子體也是屬於流體。流體之間的黏性或厚度也是不同的，比如蜂蜜黏稠度很高，水則很小，在液氦中一小部分液體還會變成了零粘度的超流體，但它們並不一定是完美的流體。

什麼是完美流體？

根據量子力學理論中，費米子粒子質量和普朗克常數的方程推導出，完美的流體應該具有儘可能低的摩擦和粘度。然而，這一理論變成了現實，完美流體被創造出來了，這是物理學上的又一重大突破。完美流體誕生於麻省理工學院的實驗室，該流體具有量子力學定律所允許的最低粘度，即流體共振頻率的上升傾斜，同時物理學家第一次記錄了聲波在完美的流體中傳播的過程。

完美流體實驗設計

由於流體的粘度可以通過聲音在其中擴散的方式來測量，根據這種聲音擴散特性，研究小組設計了一個實驗，讓聲波在由費米子粒子組成的流體中傳播，以確定流體的粘度。費米子是一類粒子，它包括原子的基本組成部分，比如電子和夸克，也包括由費米子組成的粒子，比如由三個夸克組成的中子和質子。

完美流體是如何被創造出來的？

他們首先使用了一個激光系統來捕獲鋰-6原子氣體，將激光精確地配置成一個圍繞費米子氣體的圓柱形光學盒，氣體的溫度保持在-273.15攝氏度到-459.67攝氏度之間。當費米子撞擊到盒子邊緣時，激光器就會被調整回氣體中。同時，費米子之間的相互作用被控制在量子力學允許的範圍內，所以在盒子裏，費米子必須在每次碰撞中相互碰撞，這使得費米子變成了完美的流體。

用波紋來判斷流體黏性‍

爲了保證完美流體的密度均勻，科研小組還改變了圓柱形容器一端的光強度。密度均勻是爲了能夠在流體的密度中發現類似於聲波的波紋，當聲波的頻率與介質的自然振動頻率相匹配時，也就是共振會產生波紋。通過觀察共振產生的波紋來確定流體的黏性或者聲音的擴散率，如果一種液體黏性很低，共振的波紋就會很大，反之，則波紋就會很小。通過實驗，研究人員在流體中發現了非常清晰的共振，特別是在低頻時。根據這些數據，他們計算出了流體的聲音擴散。這個數值可以從費米粒子質量和普朗克常數中得到，這也表明了鋰-6氣體確實是一種完美的流體。

這項研究有什麼用？

它可以幫助我們瞭解宇宙中一些最極端的情況，比如超密度中子星的內部，以及在大爆炸後不久充滿宇宙的夸克膠子等離子體液體。儘管旋轉中子星內部的溫度和密度要高很多個數量級，但它的核心也被科學家認爲是完美的流體，並且它們也有許多振動模式。我們可以利用完美流體來了解中子星的擴散率，進而更好地瞭解它們的內部結構，以及中子星合併時產生的引力波信號。

完美流體還可以幫助科學家們更好地理解超導性，即電子在材料中的自由流動，通過計算氣體的最低阻力是多少，我們可以知道電子在材料中會發生什麼，以及如何讓電子以完美的方式流動。