Нова форма матерії – надтвердий кристалічний суперфлюїд

Використання лазерів для маніпуляції надпотужним квантовим газом, відомий як Bose-Einstein конденсат, MIT-фізики розміщували цей конденсат в квантовому стані, в якому він має тверду кристалічну структуру, зберігаючи її оригінальну властивість суперфлюїду, що має коефіцієнт нульової в'язкості.

Подальші дослідження в цьому неможливому стані матерії можуть призвести до проривів в практичному використанні надпровідників, суперфлюїдів, нових видів магнітів і датчиків, які вимірюють значення різних фізичних величин.



«Це було дуже парадоксально, щоб отримати матеріал, який поєднує в собі властивості зайвої і твердості», - розповідає професор Вольфганг Кеттерле, голова наукової команди, «Якщо ваша кава була зайвою, вона продовжить обертати невизначено після того, як ви порушуєте її в чашці з ложкою». І в цьому випадку він продовжить обертати без змін, перетворюючи в лід всередині морозильної камери. й

Фізіологи теоретично обґрунтовано можливість існування надсолідних частинок протягом тривалого часу, але такий стан речовини ніколи не був отриманий в будь-якій з лабораторій. З теоретичної точки зору, це повинно виглядати так: гелій, охолоджений до твердого стану, повинен піддаватися ефекту, що викликає його атоми, щоб зрушити всередині кристалічної решітки певною кількістю відносно одного. І в певній точці такий гелій відновить зайві властивості одночасно, як і надтвердість властивостей.

Учені використовували поєднання лазерного випаровування та техніки охолодження для отримання рідкісного газу натрієвих атомів, охолоджених до температури декількох наноКельвінів, тобто максимально наближених до температури абсолютного нуля. І, в певній точці, ця хмара придбала стан конденсату Bose-Einstein, надфлюїдний стан, в якому всі конденсатні породи люблять один великий квантовий об'єкт.



Для того, щоб викликати зовнішній вигляд поверхневого стану отриманого конденсату Bose-Einstein, вчені використовували метод лазерного управління та хребта. Половина конденсатних атомів була розміщена в одному квантовому стані, визначеному напрямку їх обертання (шпинь), а друга частина атомів в іншому квантовому стані. Використання світла додаткових лазерів, науковці вимушені атоми однієї частини конденсату Bose-Einstein для обміну їх хребта з атомами другої частини конденсату.

В результаті дві частини конденсату Bose-Einstein утворилися хребта адгезії, а відповідно до діючих теорій, такий конденсат повинен стати супербосом через феномен прямого модуляції щільності. Щільність супербоді є не постійним значенням, як в кристалічному тілі, в обсязі супербоді є герметики, які називаються «смуговими фасонами», що пропагують як хвилі.



Найбільш складне завдання, що зіткнулася з науковцями, було прямим спостереженням «модуляцій щільності», яке виготовлялося за допомогою балки світла додаткового лазера. «Налаштування супербоді виявилося досить простою», – розповідає Джунью Лі, один з дослідників, «Це набагато складніше вирішити проблему точного вирівнювання всіх лазерних променів і забезпечення синхронізації з променями, які роблять спостереження за смугою фази матерії. й

В даний час матерія в стані супербоді може існувати тільки при дуже низьких температурах в дуже глибокому вакуумі. Тим не менш, вчені вже планували експерименти з нової техніки, які будуть проводитися під невеликими різними умовами, які допоможуть їм краще зрозуміти структуру надборіддя, основи явища хребта та інших речей, які в подальшому можна покласти в службу людей.



P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!

Джерело: екотехнології