Ученые объяснили поведение твердого гелия

Ученым из Цюрихского института теоретической физики удалось объяснить поведение сверхтекучего твердого гелия. Вещество, открытое сравнительно недавно, было смоделировано при помощи специальных компьютерных программ, позволяющих рассчитать взаимодействия между отдельными атомами во всем объеме охлажденного практически до абсолютного нуля кристалла. Исследователи установили, что за феномен сверхтекучести в твердом гелии ответственны дефекты кристаллической решетки.

Твердый гелий демонстрирует аномальное поведение, невозможное с точки зрения привычного человеку мира. Твердое тело начинает течь без какого-либо сопротивления, что было впервые показано в 2004 году и встречено определенным недоверием. Повторный эксперимент в 2007 году снял часть сомнений (при охлаждении твердого гелия ученым из Пенсильвании удалось зафиксировать изменение теплоемкости, что говорит о переходе в некоторое иное состояние), но в силу сложности опытов при крайне низких температурах делать выводы о полном подтверждении существования твердого сверхтекучего гелия было рано.

Теперь, после получения результатов расчетов, (опубликованных в журнале Physical Review Letters), можно считать, что возможность существования подобного вещества доказана теоретически. Предыдущие попытки моделирования не давали результатов из-за того, что в их рамках рассматривались идеальные кристаллы, а в новых расчетах физики учли наличие дефектов. Согласно их выводам, сверхтекучесть возникает при небольшом смещении слоев атомов друг относительно друга.

О каком-либо практическом применении столь необычного вещества говорить не приходится. Сверхтекучий твердый гелий существует лишь при давлении в 25 атмосфер, поэтому его получение возможно только в лабораторных условиях. Тем не менее термин "supersolid" уже стал причиной интереса со стороны ВМФ США: в адрес физиков поступил запрос о том, можно ли использовать "сверхтвердое тело" (более правилен перевод "сверхтекучее твердое тело") для производства корабельной брони.