Fiziķi ir radījuši vēsturē pirmo divdimensiju supercieto vielu – dīvainu matērijas fāzi, kas vienlaikus darbojas kā cieta un šķidra viela.
Supercietie ķermeņi ir materiāli, kuru atomi ir sakārtoti regulārā periodiskā kristāla struktūrā, bet tajā pašā laikā spēj plūst mūžīgi, nezaudējot kinētisko enerģiju. Neskatoties uz to interesantajām īpašībām, kas no pirmā acu uzmetiena pārkāpj daudzus zināmos likumus, fiziķi tās teorētiski paredzēja jau sen - pirmo reizi tie parādījās kā pieņēmumi fiziķa Eižena Grosa darbā tālajā 1957. gadā.
Tagad, izmantojot lāzerus un pārdzesētas gāzes, fiziķi beidzot ir pārvērtuši supercietu vielu par divdimensiju struktūru, ļaujot zinātniekiem atklāt dziļāku fiziku, kas slēpjas aiz dīvainās matērijas fāzes noslēpumainajām īpašībām. Pētniekus īpaši interesē tas, kā viņu divdimensiju supercietie ķermeņi uzvedīsies, kad tie griežas pa apli, kopā ar mazajiem virpuļiem, kas parādīsies tajos. Magnētiskā mijiedarbība liek atomiem pašorganizēties pilītē un sakārtoties regulārā secībā. Šī unikālā konfigurācija ļauj radīt tādus efektus kā plūsma bez berzes, neskatoties uz superfluiditātes klātbūtni.
Tas paver durvis dažiem patiešām dīvainiem kvantu efektiem. Viens no galvenajiem kvantu uzvedības noteikumiem, Heizenberga nenoteiktības princips, nosaka, ka nav iespējams ar absolūtu precizitāti uzzināt gan daļiņas stāvokli, gan tās impulsu. Tomēr tagad, kad Bozes-Einšteina kondensāta atomi vairs nekustas, ir zināms viss to impulss. Tas izraisa atomu pozīcijas tik nenoteiktas, ka vietas, kuras tie varētu ieņemt, kļūst lielākas nekā atstarpe starp pašiem atomiem.
Fiziķi tagad vēlas izmantot savu 2D supercieto sistēmu, lai izpētītu visas īpašības, kas izriet no šīs papildu dimensijas klātbūtnes. Piemēram, viņi plāno izpētīt virpuļus, kas rodas un iestrēgst starp masīva pilieniem, jo īpaši tāpēc, ka šie rotējošo atomu virpuļi vismaz teorētiski var spirāli griezties bezgalīgi.
Tas arī ved pētniekus soli tuvāk trīsdimensiju, īpaši cietajiem ķermeņiem, ko paredzēja agrīnās teorijas, piemēram, Grosa teorija, un pat "svešākajām" īpašībām, kas tiem varētu būt.
Lasi arī:
- MTI atklāšana var sniegt jaunas zināšanas par antimateriālu Visumā
- CERN: subatomiskās daļiņas pāriet no matērijas uz antimateriālu