潘建伟又取新成就，这回不是量子计算机，而是诺奖级的物理学发现

我国中科院院士、著名量子物理学家潘建伟最近又主导取得了一项重大科技成就，已被认为是个诺奖级别的物理学突破。

我们都知道潘建伟是我国研制“九章”和“祖冲之”系列量子计算机的首席科学家，帮助我国在光量子和超导量子的两个计算渠道上都取得了量子计算优越性（国外称量子霸权），不过这次的科学成就不是量子计算机方面，而是用实验的方式证明了一种物理学现象的存在和物理比值，其成果在量子物理学发展中具有重大意义。

今年2月4日，国际权威期刊《科学》杂志发表了中国科大量子模拟研究方面的重大突破，潘建伟和姚星灿、陈宇翱团队在基于超冷锂-镝原子量子模拟平台的实验中首次测得了“第二声”的衰减率（声扩散系数），并在此基础上准确测定了“第二声”传播的热导率与粘滞系数。

可能很多朋友都搞不清这里说的“第二声”指的是什么东西，其实它指的是热能的波状传播，我们知道爆竹爆炸的时候会发出声响，爆炸的声音就是第一声，所以第一声指的是声波的传播，但是早就有科学家认为热能也能以波的形式传播，形式如同声波的传播一样。80多年前苏联科学家列夫·达维多维奇·朗道就推理出了这种现象并建立了两流体理论，据此成功解释了氦-4液体（强相互作用玻色体系）出现的的超流现象，还预言了熵或温度会以波的形式在超流中传播的情形，其性质与特征与声波类似，因此朗道将其命名为“第二声”，他的这一物理学成就也帮助他获得了1962年的诺贝尔物理学奖。

↑列夫·达维多维奇·朗道

但是热的波形传播却很不容易测量，一是不容易观测，再就是需要在特定介质中才能被发现，因此一直以来，科学家都没有发现真正“第二声”的传播。

科学界一般认为“第二声”不会出现在普通物质中，或者说传播极其不明显，但是在超流氦等超流液体中却可以明显反映出来。所谓超流体，就是粘滞性变成零的流体，这种流体无法盛在一个敞开的容器中，比如把它放在杯子或盆子中，它会自动“爬”出来，如果把它放在瓶子中旋转起来形成一个漩涡，那么这个漩涡几乎会永远旋转下去。

↑主动爬出杯沿的超流体

说白了，超流体就是一种宏观量子现象，热能在超流体中的传播也有其特殊性，科学家认为其传播遵循动力学标度理论，该理论对许多量子体系的相变都有重要指导意义，但在液氦中很难把这些普适函数测量准确，因其临界区域很窄，而潘建伟、姚星灿、陈宇翱等与澳籍科学家胡辉合作，首次在强相互作用（幺正）极限下的费米超流体中观测到了熵波衰减的临界发散行为，揭示了这一超流体热传播体系中存在着一个可观的相变临界区，证明了“第二声”的存在，揭开了热能的超流传播之谜。

通过对研究结果的分析，研究者们还获得了热导率与粘滞系数等重要的输运系数，这些数值的获得意义重大，为今后超流体、热能传播、量子学等多个领域的研究提供了可参考的基础数据，特别是为理解强相互作用费米体系的量子输运现象提供了重要的实验信息，已有专家认为这是物理诺奖级别的研究成果。

参考资料：

《科技日报》2月7日文章《我国科学家在量子模拟领域获得里程碑式重大突破》