Фізики створили перше в історії двовимірне надтверде тіло – химерну фазу речовини, яка одночасно поводиться як тверде тіло і рідина.
Надтверді тіла – це матеріали, атоми яких організовані у регулярну періодичну кристалічну структуру, але при цьому здатні текти вічно, не втрачаючи при цьому кінетичної енергії. Попри їх цікаві властивості, які на перший погляд порушують багато відомих законів, фізики давно передбачили їх теоретично – вони вперше з’явилися як припущення в роботі фізика Юджина Гросса ще в 1957 році.
Тепер, використовуючи лазери і надохолоджені гази, фізики нарешті перетворили супертверде тіло на двовимірну структуру, що дозволило вченим розкрити глибшу фізику, яка лежить в основі таємничих властивостей дивної фази матерії. Особливий інтерес для дослідників викликає те, як поводитимуться їх двовимірні надтверді тіла, коли вони обертатимуться по колу, разом з крихітними вирами, які з’являтимуться всередині них. Магнітна взаємодія змушує атоми самоорганізовуватися в краплі і розташовуватися в регулярному порядку. Ця своєрідна конфігурація дозволяє створювати такі ефекти, як потік без тертя, попри наявність надтекучості.
Це відкриває двері до дійсно дивних квантових ефектів. Одне з ключових правил квантової поведінки, принцип невизначеності Гейзенберга, говорить, що не можна знати як положення частки, так і її імпульс з абсолютною точністю. Однак тепер, коли атоми конденсату Бозе-Ейнштейна більше не рухаються, весь їх імпульс відомий. Це призводить до того, що положення атомів стають настільки невизначеними, що місця, які вони могли б зайняти, стають більше за площею, ніж простір між самими атомами.
Тепер фізики хочуть використовувати свою систему 2D-суперсолід для вивчення всіх властивостей, що виникають в результаті наявності цього додаткового виміру. Наприклад, вони планують вивчити вихори, які виникають і застряють між краплями масиву, тим більше що ці вихори обертових атомів, принаймні теоретично, можуть обертатися по спіралі нескінченно.
Це також наближає дослідників на крок ближче до об’ємних, тривимірних, надтвердих тіл, передбаченим ранніми теоріями, такими як теорія Гросса, і навіть до більш “інопланетних” властивостей, які вони можуть мати.
Читайте також:
Leave a Reply