9月30日，中科大科研团队通过实验手段在国际上首次实现了一种全新的量子物态——质量不平衡的玻色—费米双超流体，并在该双超流体中成功地产生和观测到玻色—费米量子涡旋晶格。该成果发表在国际物理学权威学术期刊《物理评论快报》上。《物理评论快报》以编辑推荐的形式报道了这项重要研究成果，美国物理学会网站“Physics Synopsis”栏目将该成果作为亮点报道。
据中科大官网评述，这一实验发现开辟了超冷原子领域全新的研究方向，为理解复杂宏观量子现象提供了一种独特的研究手段。本文讲述了这一发现背后的物理学原理以及它的意义所在。
在过去的一百年里，物理学的一个重要分支——低温物理吸引了一大批科学家探索的目光，当我们进入低温的世界，种种神奇的现象开始显现，物质的电学、热学、磁学性质发生极大改变。其实在低温世界，还有一种比超导更神奇的现象，激发了人们的好奇心，甚至催生了若干个诺贝尔奖，这就是“超流”。
“超流”的现象最早是由P. Kapitsa（前苏联物理学家卡皮察）在1937年观察到的，他发现在2.17K以下，含有4He的液氦能沿极窄的玻璃狭缝流动而几乎不呈现任何粘滞性，也就是进入“超流态”。类似于超导意味着某个温度下电阻突然消失，电流永不减小，超流就意味着你手捧一杯咖啡，搅拌之后，液面一直旋转下去而没有任何耗散。
什么是玻色—爱因斯坦凝聚呢？粒子根据自旋不同，可以分为费米子和玻色子。
费米子的自旋为半整数，玻色子自旋为整数。由奇数个费米子组成的费米子系统，与由玻色子或偶数个费米子组成的玻色子系统，性质上有很大差别，费米子系统受泡利不相容原理限制，每个能态只允许容纳两个粒子，哪怕温度再低，粒子们也只能按能量由低到高分布在不同能态上。可是玻色子系统就没有这种限制，一个房间住多少人都行，极低温度下，粒子都向基态聚集，发生所谓的“玻色—爱因斯坦凝聚”。
既然玻色子和费米子都有超流性，那么将两者混合呢？科学家们一直期待这种“双超流体”能展现一些独特的相互作用。可惜这种“听上去很美”的想法，在几十年来世界许多小组的努力下，依旧没有很顺利地实现，这主要是由于3He原子和4He原子之间的相互作用太强了。基于超冷原子的可控性和纯净性，人们开始考虑用超冷原子体系实现双超流。
这个难题被中国科大的团队攻克了。
潘建伟、陈宇翱团队选择了将6Li和41K进行混合，试图在这两种质量差别达7倍的原子上实现双超流，并希望能看到传说中的量子涡旋以及其他新的现象。
研究人员搭建了一套可以同时冷却操控锂原子和钾原子的实验平台，利用全新的激光冷却、高效率磁输运、光阱陷俘、高分辨成像等技术，成功地制造了一种长得像光盘的“碟片交叉光阱”，并利用这个碟片，首次实现了高达150万6Li原子和18万41K原子的质量不平衡的玻色—费米双超流体。
观测到量子涡旋，意味着确实产生了双超流。研究人员随即对其性质展开了研究。他们发现了两个比较奇异的现象。
第一就是双超流比单超流更容易产生涡旋。科学家分别对比了6Li和41K涡旋在双超流和单超流的产生情况，结果表明，在相当宽的搅拌频率的范围内，6Li在双超流下出现的涡旋数明显高于单超流条件下数倍。另一个奇妙现象就是双超流涡旋的寿命比单超流明显增加，当然同样的，这种区别在6Li的单、双超流涡旋对比中更为明显。
通过与L. Onsager、L. Landau、R. Feynman等人量子涡旋理论的对比，有一些现象可能涉及玻色—费米相互作用、涡旋—涡旋相互作用，有待于进一步研究。而科学家首次观测到量子涡旋晶格以及它们的行为，为今后研究双超流动力学性质打开了一扇大门。