Οι φυσικοί δημιούργησαν το πρώτο δισδιάστατο υπερστερεό στην ιστορία - μια παράξενη φάση της ύλης που συμπεριφέρεται ταυτόχρονα ως στερεό και ως υγρό.
Τα υπερστερεά σώματα είναι υλικά των οποίων τα άτομα είναι οργανωμένα σε μια κανονική περιοδική κρυσταλλική δομή, αλλά ταυτόχρονα μπορούν να ρέουν για πάντα χωρίς απώλεια κινητικής ενέργειας. Παρά τις ενδιαφέρουσες ιδιότητές τους, οι οποίες με την πρώτη ματιά παραβιάζουν πολλούς γνωστούς νόμους, οι φυσικοί τις είχαν προβλέψει θεωρητικά πριν από πολύ καιρό - εμφανίστηκαν για πρώτη φορά ως υποθέσεις στο έργο του φυσικού Eugene Gross το 1957.
Τώρα, χρησιμοποιώντας λέιζερ και υπερψυγμένα αέρια, οι φυσικοί έχουν επιτέλους μετατρέψει ένα υπερστερεό σε δισδιάστατη δομή, επιτρέποντας στους επιστήμονες να αποκαλύψουν τη βαθύτερη φυσική πίσω από τις μυστηριώδεις ιδιότητες της παράξενης φάσης της ύλης. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους ερευνητές είναι το πώς θα συμπεριφέρονται τα δισδιάστατα υπερστερεά σώματά τους καθώς περιστρέφονται σε κύκλο, μαζί με τις μικροσκοπικές δίνες που θα εμφανιστούν μέσα τους. Η μαγνητική αλληλεπίδραση αναγκάζει τα άτομα να αυτοοργανώνονται στο σταγονίδιο και να τακτοποιούνται με κανονική σειρά. Αυτή η μοναδική διαμόρφωση σάς επιτρέπει να δημιουργείτε εφέ όπως ροή χωρίς τριβή, παρά την παρουσία υπερρευστότητας.
Αυτό ανοίγει την πόρτα σε μερικά πραγματικά περίεργα κβαντικά εφέ. Ένας από τους βασικούς κανόνες της κβαντικής συμπεριφοράς, η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg, δηλώνει ότι είναι αδύνατο να γνωρίζουμε τόσο τη θέση ενός σωματιδίου όσο και την ορμή του με απόλυτη ακρίβεια. Ωστόσο, τώρα που τα άτομα συμπυκνώματος Bose-Einstein δεν κινούνται πλέον, ολόκληρη η ορμή τους είναι γνωστή. Αυτό κάνει τις θέσεις των ατόμων να γίνονται τόσο αβέβαιες που οι θέσεις που θα μπορούσαν να καταλάβουν γίνονται μεγαλύτερες σε εμβαδόν από το διάστημα μεταξύ των ίδιων των ατόμων.
Οι φυσικοί θέλουν τώρα να χρησιμοποιήσουν το 2D υπερστερεό τους σύστημα για να μελετήσουν όλες τις ιδιότητες που προκύπτουν από την παρουσία αυτής της επιπλέον διάστασης. Για παράδειγμα, σχεδιάζουν να μελετήσουν τις δίνες που προκύπτουν και κολλάνε ανάμεσα στα σταγονίδια της συστοιχίας, ειδικά επειδή αυτές οι δίνες των περιστρεφόμενων ατόμων μπορούν, τουλάχιστον θεωρητικά, να σπειρώνονται ατελείωτα.
Φέρνει επίσης τους ερευνητές ένα βήμα πιο κοντά στα τρισδιάστατα, υπερσκληρά σώματα που προβλέπονται από πρώιμες θεωρίες όπως η θεωρία Gross, ακόμη και στις πιο «εξωγήινες» ιδιότητες που μπορεί να έχουν.
Διαβάστε επίσης:
- Η ανακάλυψη του MTI μπορεί να προσφέρει νέες γνώσεις για την αντιύλη στο σύμπαν
- CERN: τα υποατομικά σωματίδια μεταπηδούν από την ύλη στην αντιύλη