Ученым из Массачусетского технологического института (Соединенные Штаты Америки) удалось создать из атомов натрия твердое сверхтекучее тело. В своих исследованиях они применили лазеры, при помощи которых они сумели придать характерную для кристаллов структуру квантовой жидкости.

Квантовая жидкость или конденсат Бозе-Эйнштейна – это вещество, которое образовано частицами бозонами, которые способны находиться в одном и том же квантовом состоянии. В этом заключается их отличие от фермионов (в частности, электронов), относительно которых действует принцип запрета Паули. За счет такого свойства бозоны способны демонстрировать при сверхнизких температурах квантовые эффекты, видимые невооруженным глазом.

Среди таких видимых эффектов можно назвать и сверхтекучесть, при которой квантовая жидкость способна без трения просачиваться через трещины. В том случае, если квантовая жидкость образует кристаллы, то подобная материя называется твердым сверхтекучим телом.

По словам ученых, супержидкостью может стать и твердый гелий, но только в том случае, если его атомы получат способность свободного перемещения в пределах твердого кристалла. С другой стороны, в условиях лаборатории наблюдать подобное явление ученые до сих пор не могли.

При лазерном охлаждении атомы способны излучать больше энергии, чем поглощать. Благодаря этому исследователи сумели уменьшить до минимума внутреннюю энергию атомов натрия, которые являются бозонами. Затем у части бозонов ученые изменили одну из квантовых характеристик, именуемых спином. В конечном итоге конденсат Бозе-Эйнштейна преобразовался в смесь, в состав которой вошло две квантовые жидкости. При помощи лазера ученые проводили измерения спинов отдельных атомов, таким образом перемещая их из одной жидкости в другую.

Как отмечают физики, плотность конденсата Бозе-Эйнштейна способна изменяться спонтанно, образуя при этом волны или рябь. Подобное состояние называется фазой полосы. Наличие этой фазы является характерной особенностью сверхтекучего твердого тела.

No related links found


Комментарии:

Leave a reply