物理学家通过超流体发送声波。图片来源：Christine Daniloff/MIT

没有人能听到中子星发出的声音，但科学家可能已经创造出了一种退而求其次的办法。

美国麻省理工学院Martin Zwierlein领导的研究小组通过一种被称为完美流体的超流体（一种摩擦力最小的气体）来倾听声音。

虽然条件完全不同，但Zwierlein表示，这个实验可以用来计算中子星内部的共振频率。

理论研究表明，中子星的核心含有由费米子组成的强相互作用物质，费米子是一种由被称为自旋的量子特性定义的粒子。当费米子开始强烈相互作用时，它们表现得更像一种完美流体。

Zwierlein团队开始利用行为类似费米子的锂—6原子的气体制造完美流体。这些原子被聚集在一个周围有激光壁的盒状小空间中。

研究人员随后通过这种气体发射了数千个频率越来越高的声波。振动只有在一个特定的频率，即共振频率时，才会在气体中传播。

Zwierlein说，共振质量显示了流体的黏度，或者声音的扩散率。

“如果一种流体黏度很低，它就能产生强烈的声波，如果以适当的频率撞击，声音会非常大。如果它是一种黏度很大的液体，那么就无法产生好的共振。”

通过研究气体中的共振，Zwierlein团队发现，该气体具有量子力学所允许的最低黏度，这意味着它是一种完美流体。研究小组希望他们的流体可用来模拟其他更复杂的流体，比如中子星的核心。

“尽管天体物理环境非常不同，但实验室量子系统的研究可以启发我们如何改进中子星模型。”西班牙巴塞罗那空间科学研究所中子星研究专家Vanessa Graber说，“该实验对于更好地理解中子星的相应行为非常重要。”

相关论文信息：https://doi.org/10.1126/science.aaz5756