Физики создали новую форму материи

Ученые из Массачусетского технологического института в США создали сверхтекучее твердое тело из атомов натрия. Для этой цели они использовали лазеры, с помощью которых им удалось придать квантовой жидкости (конденсату Бозе-Эйнштейна) структуру, характерную для кристаллов. Статья исследователей опубликована в журнале Nature.

Конденсат Бозе-Эйнштейна представляет собой вещество, образованное бозонами — частицами, которые могут находиться в одном и том же квантовом состоянии. Это отличает их от фермионов (например, электронов), в отношении которых действует принцип запрета Паули. Данное свойство позволяет бозонам при сверхнизких температурах демонстрировать видимые невооруженным глазом квантовые эффекты.

Одним из таких эффектов является сверхтекучесть, при которой квантовая жидкость может просачиваться через трещины без трения. Если квантовая жидкость образует кристаллы, то такую материю называют сверхтекучим твердым телом (supersolid).

Ученые предсказали, что твердый гелий может стать супержидкостью, если его атомы будут свободно перемещаться в пределах твердого кристалла. Однако наблюдать это явление в лабораторных условиях до сих пор не удавалось.

С помощью лазерного охлаждения, при котором атомы излучают больше энергии, чем поглощают, исследователи уменьшили внутреннюю энергию атомов натрия, являющихся бозонами, до минимума. После этого у половины бозонов был изменен спин (одна из квантовых характеристик), в результате чего конденсат Бозе-Эйнштейна был преобразован в смесь из двух квантовых жидкостей. Лазером ученые изменяли спины отдельных атомов, перенося их таким образом из одной жидкости в другую.

По словам физиков, плотность конденсата Бозе-Эйнштейна спонтанно изменяется, образуя рябь или волны. Такое состояние называется фазой полосы (stripe phase), и ее наличие характерно для сверхтекучего твердого тела.

Наука и техника00:0116 февраля
Луис Глазман «Битва при Ситке»

Обойдемся

Эти индейцы воевали с русскими до 2004 года. Они вынудили Россию продать Аляску
Восстание зануд
Первый тест самой странной Audi нашего времени – лифтбека A7 нового поколения
Тест: Made in USSR? Точно?
Угадай машину, придуманную в СССР
Самая лучшая Audi наших дней. Или нет?
Видео: первый тест Audi A7
Сегодня ничего не произошло
Длительный тест Hyundai Sonata: итоги, конкуренты, стоимость владения