He II 超流性机制

基于对激发态的第一性原理处理，我们展示了当流体约束于狭窄通道(宽度大于氦原子关联长度 $\Lambda$)时，声子波矢 $K$ 态数 $\N2(K)$ 降低到极低水平，从而导致超流性。这是量子约束效应 (QCE) 的一种表现。预测的受约束超流的相对粘度数值特征符合实验数据(<$10^{-6}$)。此外，我们指出在能隙边缘处，$\N2(K)$ 呈现离散。当其对应的能量超过(第一个)能隙时，超流流动 exhibits 临界速度 $v_c$。我们对 $v_c(d)$ 随通道宽度 $d$ 的评估，受能量守恒约束，与宽度 $d>10^{-6}$ m 的实验数据定量一致。同时，$K\propto$ $v_c$ 在 $\N2(K)$ 中的尖锐拐点与实验 overshoot 数据非常吻合。对于更窄的通道($d<10^{-6}$ m $\le \Lambda$)，声子激发图景不再适用，我们改用以有效质量表示的单原子激发，得到的 $v_c(d)$ 结果与实验接近。因此，原子态数的减少导致了超流性。本工作提出的 {\bf QCE 超流性机制}，为 He II 的非耗散性超流性提供了一致解释，可能对理解其他超流体也有重要影响。