據物理學家組（zǔ）織網12月13日（北京時間）報道，最近，日本物理學（xué）家在（zài）研究零重力條件下晶體生長的過程中，突破了實驗室條（tiáo）件限（xiàn）製，在飛機上用氦-4超流液生成了長達（dá）10毫米的氦（hài）晶體，檢驗了氦晶體在（zài）更寬廣條件下生長的特（tè）殊動力學，這（zhè）是普通材料無法實現的。相關論（lùn）文發表在當（dāng）日的《新物理學雜誌》上。

      該氦（hài）晶體是利用高壓，在0.6K（約零下272℃）的極低溫度下，以（yǐ）超流（liú）液（yè）潑濺的方式生長出來。超流液是一種量子態物質，其性質像液體但黏度為零，所以在高壓下也（yě）能暢通（tōng）無阻。超流液能流過極微小的（de）縫隙而沒有（yǒu）任何摩擦阻力。

      晶（jīng）體生長過程也叫“奧斯特（tè）瓦爾（ěr）德熟化”（Ostwald ripening），即在溶液中，較小的結晶會溶解並再次沉積到較（jiào）大的結晶上（shàng）。“奧斯特瓦（wǎ）爾德熟化通常是一種很慢的過程，短（duǎn）時間內在較大晶體中幾乎無法看到。”論文領導作（zuò）者、東（dōng）京工業大學教授（shòu）野（yě）村龍司（音譯）說，“對於普通的（de）傳統晶（jīng）體，要形成最後的固定形（xíng）狀（zhuàng）可能要花幾千年。而低溫氦晶體1秒鍾就能（néng）達到它們的最終形狀。一（yī）般氦（hài）晶體生長超過1毫（háo）米時，就會由於重力的作用而變形（xíng），這也是（shì）我們為何要在飛機上做該（gāi）實驗的原因。”

      當飛機（jī）以特殊軌跡，也就是沿拋物線飛行時，飛機上的（de）重力為（wéi）零。研究人員（yuán）與日本航（háng）空研究開發機構（JAXA）合作，在一（yī）架小型噴氣式飛機上進（jìn）行（háng）了實驗。該飛機能提供20秒的零（líng）重力條件，在一次兩小時的飛行中，大約能做8個實驗。

      他們在（zài）飛機上設（shè）計了一個專用的小冰箱，上麵裝有窗口以（yǐ）觀察晶（jīng）體形成。他們把一（yī）塊較大的氦晶體放在高壓室（shì）中，用聲（shēng）波將其擊碎成微小顆粒，然（rán）後潑入氦-4超流液，較小顆粒融解其中，較大的則迅速生長，很快形成一個（gè）10毫米長的獨立（lì）晶體。

      “氦晶體能極快地從超流液中生長出來，因為氦原子是由非常靈敏迅捷的超流液攜帶，結晶過程不受任何阻礙（ài）。這是一（yī）種研究晶體形成基本問題的（de）理想材料，因為結晶速度極快。”龍司說。這項研究有助於人們理解晶體生長背後的基本物理機製，也揭示了隱藏（cáng）在重力下麵的一些現象。

    總編輯圈點

      通常情況下，生成氦晶體並（bìng）不容（róng）易，不僅需（xū）要把液態氦-4轉換為固體的冷凍溫（wēn）度，而且還必須將液態（tài）氦-4加壓到至（zhì）少25個標準大氣壓。此外氦晶體生長超過1毫米時，還會受到重力的作用而變形。而日（rì）本物理學家（jiā）獨（dú）辟蹊徑，在飛機上零重力的條件下，生（shēng）成長達10毫米的氦晶體，不能不說是（shì）一大突破。前些年，像幽靈一樣互相（xiàng）穿過對（duì）方的晶體（tǐ）??“超固態氦”的發現，引起（qǐ）巨大反響，而這次零重力下生長氦晶體（tǐ）的成功，無疑又是（shì）一記重磅炸彈（dàn）。