随着温度变化，物质会发⽣相变——升温会使固体熔化成液体，降温则使液体冻结成固体——这是基本的物理规律。但在量子效应下，物态的转变规律却可能违反直觉，甚至颠倒过来。最近，在⼀项发表于《自然·通讯》的研究中，物理学家展示了加热量子液体（这项研究中的量子液体是⼀种温度很低的磁性原⼦⽓团），可以让它“冻结”形成⼀种被称为“超固体”的物态——具有像固体⼀样有序排列的晶格结构，同时表现出超流体的特性。
2021年，科学家⾸次观测到这种奇特的行为，但直到最近他们才能够解释这一现象。德国斯图加特大学的物理学家蒂姆·兰根评价道：“这篇论文设法引入了一些新的理论，可以成功地描述我们之前不能理解的实验现象。”量子粒子既是粒子也是波，可以⽤概率云来描述这些粒子的运动轨迹。给定时刻在概率云中找到⼀个粒子的概率与粒子的波动行为（通过波动方程描述）有关。
⽽在量子液体中，粒子间紧密的相互作用使它们成了⼀个相干的流体，仅⽤⼀个波动方程就能描述这个流体的集体行为。这种流体在流动时不存在任何摩擦⼒，因此也可以被称为“超流体”。早在2021年，这项新研究的研究团队就发现，加热磁性稀⼟元素镝的超低温量子液体可以将它固化，形成超固体的特征峰。但鉴于这是一个意料之外的结果，“我们必须找到⼀个能令自己信服的理论来解释这一现象。”丹麦奥胡斯大学的托马斯·波尔说。
如今，研究团队认为，这种违反直觉的行为源于热量与磁性原⼦堆叠的自然趋势间⼀种奇特的协同作用。在原⼦层⾯，温度即运动：基于温度能测量粒⼦随机运动产生的能量。因此，加热某个物体很像是去摇晃它，向其中注入随机的热量扰动。在量子液体中，热波会将原⼦从量子流体统一的混合状态中推出。但由于磁性原⼦的磁性很强，这些逃逸的粒⼦会与量子流体发生强烈的相互作用，并自然地表现出镝原⼦固有的堆叠倾向。
这种温度带来的影响改变了整个量子流体的波动方程，促使它形成具有规律间隔信号峰的超固态。“这多么奇怪且违反直觉——但作为物理学家，这正是我希望发现的现象，”西班牙加泰罗尼亚大学、丹麦奥胡斯大学的胡安·桑切斯-巴埃纳表示。“如果研究发现的所有东西都顺理成章，事情就会变得很无聊。”