费⽶超流是凝聚态物理的⼀项核⼼研究内容。从本质上来看，费⽶超流与玻⾊凝聚是相通的，都具备⾮对⻆⻓程序。在费⽶体系中实现超流的⼀个基本思路就是将偶数个费⽶⼦结合成⼀个复合玻⾊⼦，然后使之凝聚。BCS理论就是⼀个经典的例⼦，两个不同⾃旋的费⽶⼦因吸引作⽤结合成库珀对再凝聚，这种超流是由费⽶⼦之间的两体关联效应所导致的物理现象。
基于此，⼀个⼗分有趣且富有挑战性的问题是，能否突破BCS理论框架来实现⼀种具备⾼阶关联的费⽶超流相。这⼀⽅向上⾸当其冲的案例就是四聚体超流，即由四个费⽶⼦组成的复合玻⾊⼦的凝聚。关于四聚体超流，以往在不同物理体系中已经有⼀些研究，例如⾃旋3/2的四分量费⽶体系、核物理中的alpha粒⼦凝聚、双激⼦半导体，以及charge-4e超导体等等。
⽽这些体系中实现四聚体超流都需要很严苛的条件，⽐如多组分，多体相互作⽤，或者满⾜特殊对称性要求的配对涨落，这些条件的限制使得四聚体超流的实验实现和探测变得⾮常困难。近年来，在超冷原⼦领域中多种异核费⽶混合⽓体的实现，如K-Li、Dy-K、Cr-Li等，为四聚体超流的研究提供了⼀个新的平台。
这些不等质量的两组分费⽶混合体具有内禀的少体关联，这可以从相应的少体问题严格解看出：⼀个⾜够轻的原⼦能很容易绑定N个重费⽶⼦形成（N+1）束缚态。物理上，这是源于轻原⼦运动所诱导的重费⽶⼦之间的⻓程有效吸引⼒，当这种吸引⼒（依赖于重轻质量⽐）超过重费⽶⼦间的P波动能势垒时，束缚态就会形成。当N=3时，这就是⼀个四聚体的束缚态。
这种少体束缚的⼀个极⼤优势是只需要轻-重两种费⽶组分，且只需要组分之间的两体短程相互作⽤，因此它有望成为实现四聚体超流最简单且最容易操控的物理体系。最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中⼼凝聚态理论与材料计算重点实验室崔晓玲研究员带领博⼠后刘瑞⾦（⽬前⼊职北京科技⼤学）以及博⼠⽣汪维在四聚体超流的研究上取得了突破性进展。
他们基于之前关于异核费⽶体系的少体束缚态以及极化⼦问题的理论研究，进⼀步考虑了轻重费⽶⼦数配⽐为1：3的热⼒学体系，确定了四聚体超流的存在。他们的计算表明，对于⼆维异核两分量费⽶体系，当重-轻原⼦质量⽐⾜够⼤时（>3.38），系统随重-轻吸引相互作⽤的增强会经历从正常态到BCS配对超流、三聚体费⽶液体，最后到四聚体超流的⼀系列相变。
具体地，他们构造了⼀种全新的描述四聚体超流态的变分波函数，将其给出的结果与其它可能的物态作⽐较，确定了四聚体超流在⼤质量⽐、强相互作⽤下是体系唯⼀的基态，并给出了在质量⽐和相互作⽤强度参数空间中的相图。此外，他们还指出四聚体超流所特有的⾼阶关联可以通过重费⽶⼦在动量空间中的密度分布与密度-密度关联函数来探测。
研究结果近期发表于Physical Review Letters 131, 193401 (2023).