知道超流体吗？观察超流体费米子的量子效应！( 三 )_博科园：本文为物理学类中子星内部究竟

中子星的结构示意图。图片：Watts A et al. Rev. Mod. Phys. 88 021001

相关的费米子，像超导体中的电子一样，以冷凝态成对存在，被称为库柏对。每一对都可以在不损失能量的情况下通过系统。然而，多年来人们一直在研究自旋不平衡的情况下会发生什么，因为不是每个粒子都能找到自旋相反的伙伴来形成库珀对。情况类似于民间舞会，男女人数不平衡，有人会因为他/她不能组成一对而感到沮丧。未成对原子的作用是什么？这正是研究人员一直在研究的。对超流体费米气体，特别是自旋不平衡系统的精确描述，在过去一直是非常困难的，旋转不平衡发生在系统受到磁场的影响。研究人员现在的目标是将DFT形式应用于中子星以及磁星(具有强磁场的中子星) ，以预测内部发生的事情。

这些形状代表了研究人员在自旋不平衡原子云中发现的各种漩涡。图片：Gabriel Wlaz?owski

显然，没有办法明确地探测恒星的内部。因此我们需要依靠模拟，需要可靠的工具。因此，研究人员正在寻找一个与目标系统有很多相似之处的陆地系统。事实证明，强相互作用的超冷原子气体与中子物质非常相似。在数值实验中，研究人员使用了目前可用于多体系统的最完整的量子理论描述来描述这种类型的系统。这使得他们能够对超流体系统产生更深入的DFT理论。他们还将其与一种特殊的时间相关的非平衡费米气体的超流体局部密度近似结合起来如果没有近似，超导DFT将导致甚至对于亿亿级超级计算机而言无法达到的积分微分方程式。通过目前的研究，研究人员现在能够证明这种近似在考虑的系统中非常有效。