Физики создали сверхтекучее твердое тело
6 минут
Редакция

Физики создали сверхтекучее твердое тело

Ученые из Швейцарии и США сообщили о первых успехах в получении экзотической фазы вещества – сверхтекучего твердого тела.

Твердую, жидкую и газообразную фазы вещества, а также плазму знают практически все. Однако этим их список далеко не исчерпывается, и в экзотических (для нас) условиях существуют и другие фазы – такие как сверхтекучее твердое тело. Теоретически предсказанная более полувека назад, эта фаза до сих пор ни разу не наблюдалась на практике.

 

В 2009 году американские ученые предложили эксперимент с получением сверхтекучего твердого тела, частицы которого «пойманы» и охлаждены почти до абсолютного нуля между лазерными лучами оптической решетки. Однако попытки реализовать такой эксперимент закончились неудачей. Громкое заявление о получении сверхтекучего твердого рубидия, сделанное Дэном Стемпер-Курном (Dan Stamper-Kurn) на конференции Американского физического общества, после тщательной проверки также оказалось не слишком надежным свидетельством.

 

Частицы сверхтекучего твердого тела организованы в кристаллическую решетку и действительно сохраняют твердость. Однако оно демонстрирует и некоторые несвойственные обычному твердому телу свойства – в частности нулевую вязкость и отсутствие внутреннего трения. Предсказано, что гелий-4 может переходить в такое состояние при температуре в несколько нанокельвин. Многообещающая попытка получить его была предпринята группой Мозеса Чена (Moses Chan) из Пенсильванского университета в 2004 году. Однако позднее воспроизвести и подтвердить эти результаты не удавалось, а известный специалист в этой области Джон Реппи (John Reppy) нашел полученным Ченом данным и другое объяснение, без участия сверхтекучести твердого состояния. В итоге все проведенные эксперименты по получению такой фазы вещества до сих пор остаются спорными.

 

Однако теперь с заявлениями о наблюдениях этой экзотической фазы выступили сразу две группы ученых. Отчеты о своих экспериментах команда Нобелевского лауреата Вольфганга Кеттерле (Wolfgang Ketterle) из Массачусетского технологического института и команда Тобиаса Доннера (Tobias Donner) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха представили на сервисе препринтов arXiv (1, 2).

 

Обе группы, работая независимо друг от друга, использовали конденсат Бозе – Эйнштейна, еще одну экзотическую фазу, получать которую в лаборатории сегодня можно достаточно легко. В этом состоянии бозоны находятся на минимальных энергетических уровнях, позволяя квантовым эффектам проявляться на макроскопическом уровне (за первую экспериментальную демонстрацию бозе-конденсата в 1995 г. Вольфганг Кеттерле как раз и получил Нобелевскую премию). В этот раз ученые из США и Швейцарии создавали в бозе-конденсате гелия-4 упорядоченные изменения плотности, как «виртуальную» кристаллическую решетку, притом что вещество в целом оставалось жидким и демонстрировало сверхтекучесть.

 

Памятуя проблемы предыдущих исследований, ни Кеттерле, ни Доннер не спешат публиковать свои отчеты в «больших» журналах, ожидая проверки полученных результатов независимыми группами и экспертами. Однако уже авторитет нобелиата из Массачусетского технологического института – да и его швейцарского коллеги – позволяет вполне обоснованно считать, что на этот раз сверхтекучее твердое тело все-таки будет получено.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
7 часов назад
43 минуты
Александр Березин

Четвертого мая 2020 года в Армении сняли карантинные меры. Как мы тогда писали, это неизбежно привело к усилению эпидемической вспышки в этой стране. Армения вырвалась в мировые лидеры по числу заболевших на душу населения, что может означать печальные рекорды и по смертям. Кто виноват в случившемся? Могло ли быть иначе? Пойдет ли Россия по армянскому пути после частичного снятия ограничений 11 мая? Попробуем разобраться.

3 часа назад
5 минут
Денис Гордеев

Автомобиль затормозил, но слишком поздно. Благо обошлось без жертв.

Вчера, 19:35
5 минут
Денис Гордеев

У ребенка еще до рождения предполагали кисту или опухоль, но все оказалось гораздо необычнее.

28 мая
4 минуты
София Жаботинская

Внутрикорабельные костюмы членов экипажа Crew Dragon неудобны и выдерживают меньшие перегрузки, чем российские аналоги.

27 мая
37 минут
Александр Березин

После очень долгого перерыва США вновь пытаются запустить человека в космос своими силами. Но если с ракетами и кораблем у них сейчас все лучше, чем у стран-конкурентов, то со скафандрами не все так гладко. Они заметно неудобнее и тяжелее — что приводит к большим проблемам, вплоть до отваливающихся ногтей на пальцах астронавтов. Почему так вышло — в интервью Naked Science рассказал конструктор скафандров Николай Моисеев.

29 мая
10 минут
София Жаботинская

Таковы итоги первой фазы клинических испытаний, проведенных исследователями из Китая. Ученые уже развернули вторую фазу тестов, результаты которой станут известны через шесть месяцев.

14 мая
6 минут
София Жаботинская

Две-три чашки кофе в день обеспечивают уменьшение как подкожного, так и висцерального жира у женщин — по сравнению с теми, кто пьет кофе реже или не пьет совсем.

18 мая
47 минут
Александр Березин

«Новая газета» обратила внимание, что в статистике столицы — эпицентра коронавирусной эпидемии в России — в апреле 2020 года виден аномальный всплеск смертей. Он в разы превышает официальные цифры гибели людей от Covid-19. Власти опять скрывают? Naked Science внимательно присмотрелся к ситуации и обнаружил, что дело совсем в другом факторе, никак не связанном с новой болезнью. Рассказываем, о чем речь.

12 мая
9 минут
Sergei Sobol

Сейчас, когда многие вокруг задумываются, а не попробовать ли что-то новое и не сменить ли профессию, программирование точно одно из тех направлений, к которому стоит присмотреться. Может, вы об этом уже думали?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: