《自然通讯》杂志发表的一项研究对超临界流体的神秘行为提供了惊人的见解。超临界流体是一种介于液体和气体之间的混合物质状态，出现在从制药业到行星科学的各个领域。所获得的结果处于当前实验可能性的极限，只能在劳厄-朗之万研究所 (ILL) 等高通量中子源中获得。

液体或气体物质被推至临界点(即温度和压力超过液体和气体之间的界限)时，就被称为超临界流体。超临界流体仍鲜为人知，无法进行常规分类，它具有像气体一样流出，同时像液体一样溶解物质的能力。

这种二重性使得它们在从制药加工到咖啡豆脱咖啡因等众多工业应用中具有无价的价值。另一方面，它们对于了解木星和海王星等巨行星至关重要，因为这些行星上可能存在类似的物质状态。

来自第一大学(意大利罗马)、ILL(法国格勒诺布尔)、联邦理工学院(瑞士洛桑)、CNRS(法国)和 CNR(意大利)的国际研究小组获得了实验证明，证明超流体中的分子扩散从气态转变为超流体。类行为跨越所谓的 Widom 线(将饱和蒸汽曲线延伸到临界点以上的热力学线)的类液体行为。这种转变是在狭窄的压力范围内逐渐进行的。

研究小组研究了超临界流体中分子的扩散情况，这是反映流体中分子流动性的关键参数。他们心中有一个基本问题：我们能否确定超临界流体的行为从气体变为液体的压力-温度区域?虽然理论模型提出了各种这样的过渡边界(其中包括 Widom 线)，但到目前为止，实验验证仍然难以实现。

这一结果是在格勒诺布尔 ILL 进行的超临界甲烷高难度高压准弹性中子散射 (QENS) 实验中得出的。在 ILL，中子用于以各种可能的方式探索非常广泛领域的材料和工艺。

在本研究中，中子束被发射到超临界条件下含有甲烷的容器中。测量了样品散射的中子束强度，该强度是感兴趣范围内(即物质内发生分子扩散现象的能量范围，即所谓的准弹性状态)交换能量的函数。