通過比較可以和不可以是超固體的材料找到超固體。
毫無疑問，氦是宇宙中最奇怪的物質，通過相當長的鼻子擊敗分子氫。氦氣奇怪的關鍵在於它通常是一個玻色子：氦-4原子由兩個質子，兩個中子和兩個電子組成，它們總和為偶數，形成一個複合玻色子。
氦氣令人困惑
這意味著什麼？這意味著當足夠冷時，一組氦原子可以進入相同的量子態。儘管它們分散在整個船隻上，但它們都知道遠方鄰居的狀況。這使得氦原子能夠在沒有阻力的情況下流動，這種狀態稱為超流體。它是氦氣的其他奇怪和奇妙的屬性中的好公司。
還有另一種類型的氦只有一個中子（因此有兩個質子，一個中子和兩個電子），這意味著它不是一個複合玻色子。相反，它是費米子。冷時，這些氦原子不能進入相同的量子態，因此它們不會變成超流體。但是，冷卻它們足夠，並且兩個氦原子可以配對以創建複合玻色子。在非常低的溫度下，氦-3中也會出現超流動性。
在大氣壓下，氦-3和氦-4都不能成為固體。相反，它們在20-40個大氣壓下變成固體。作為固體，在合適的溫度下，預測氦-4可以進入超固態，而氦-3不是玻色子則不會。問題是超固體也很難檢測到。它隱藏在固體氦的彈性性質的其他變化中。
什麼是超級固體？
超級固體通過無阻力流動而著稱。但是，說固體流動是什麼意思？
當氦氣（任何一種）變成固體時，它會結晶。這意味著所有的原子彼此固定排列 - 舉一個例子，原子可以排成一列，這樣他們就可以在立方體的角落。然而，當固體形成時，一些應該具有原子的位置不會。其他人則不合適。當施加壓力時，原子可以移動到這些空位，形成新的空位。當原子隨機移動時，固體就會流動。
為了流動，原子必須有足夠的能量才能在它們移動到新的位置之前離開它們的當前位置。隨著溫度的降低，原子能量越來越少，不能再移動了。這意味著流速應隨溫度降低。
然而，如果材料處於超固態，則原子可以從一個孔移動到另一個孔，因為超流體狀態的量子特性告訴原子孔在哪裡（可以這麼說）並允許它們移動。隨著溫度的降低，這些量子效應變得更強，因此流速隨著溫度的降低而增加。
在氦-4中觀察到隨著溫度降低而增加流量。不幸的是，它並不是研究人員正在尋找的吸菸槍，因為固體的彈性也發揮了作用。隨著溫度降低，原子運動減少之間存在競爭，因為它們具有較少的能量和增加的運動，因為整個固體更能夠將任何施加的力傳遞給傳感器。也許增加的流量實際上是彈性的變化？
氦-3救援
為了證明超級堅固，研究人員轉向了一種不會變成超固體的氦氣形式：氦-3。
研究人員用固體氦-3重複了他們的實驗，並觀察到流速隨著溫度的降低而降低，正如預期的正常固體一樣。而且，由於氦-3的彈性特性幾乎與氦-4的彈性相同，研究人員能夠將其作為一種效應消除。
實際上，研究人員能夠通過空位之間的原子運動來區分固體的彈性運動和固體的流動。他們表明，與氦-3相比，氦-4的流量變化很大。
然後出乎意料的是。在最低溫度下，氦-3的流速停止下降。它沒有表現出超固體特性，但也停止了像普通固體那樣的表現。
如果從上面回憶一下，氦-3在極低的溫度下會變成超流體，因為單個原子可以配對形成玻色子。對於固體氦-3，也應該可能發生這種情況。研究人員沒有足夠低的溫度來預期氦-3超固體。但是溫度足夠低，可能正好發生了一些配對，這使得一些超固體特性開始變得明顯。
在我看來，最後的結論有點推測。然而，氦-3和氦-4的行為之間的對比非常明顯。僅這一點就證明超固態的存在更為強烈。