预镀层纳米孔内 4He 的局域化与浸润

低维量子流体可以通过在小于相干长度的尺度上对超流氦进行横向物理约束来实验实现，从而探究增强的热涨落和量子涨落对宏观量子波函数的影响。达到这一尺度十分困难，需要在具有纳米半径的单个或多个孔道中进行约束。多孔硅酸盐（如 MCM-41）的孔径大于 4He 的相干长度，在这项工作中，我们系统地探索了用不同元素预镀层孔道以减小孔径而不使受限超流体局域化的可能性。通过直接求解少体薛定谔方程并结合量子蒙特卡洛模拟，我们探索了在一系列预镀层元素（包括稀有气体和碱金属）的圆柱形纳米孔内受限氦的行为。对于稀有气体，我们发现氦仍然被强烈吸引到孔壁上，并且核心中的任何原子都形成不可压缩的液体。对于碱金属（如 Cs），氦与预镀层材料之间的弱相互作用阻止了孔壁附近的局域化，并使其能够在孔道中心离域。我们的结果将先前关于氦在平坦二维涂层基底上浸润的结果扩展到纳米孔内的弯曲几何结构，并证明了碱金属预镀层纳米孔可能实现一种可调谐的一维受限氦量子液体。