Физики создали сверхтекучее твердое тело — Naked Science
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.

Комментарии

Написать комментарий
10 часов назад
10 минут
Василий Парфенов

В ближайшие десять лет звездное небо пополнится тысячами новых ярких точек: спутниковые группировки растут как на дрожжах. Никто не отрицает неоспоримой пользы, которую они принесут, но для астрономических наблюдений это катастрофа. Ученые снова напомнили о проблеме, показав, как аппараты типа Starlink мешают работе даже космических телескопов, и предложили ряд рекомендаций по снижению вреда. Однако не все компании готовы им следовать на деле.

Вчера, 19:15
4 минуты
Василий Парфенов

Знакомый почти каждому образ нашей спиральной Галактики, оказывается, не совсем корректен. Если посмотреть на Млечный Путь сбоку, его профиль представляет собой не линию, а волну.

5 часов назад
5 минут
Ольга Иванова

Не потерять — в буквальном смысле. Ведь как всем известно, самки этих насекомых нередко промышляют тем, что откусывают голову (и другие части тела) самцам сразу после или даже во время спаривания. Ученые из Новой Зеландии выяснили, что мужские особи одного из видов богомолов могут применять определенную тактику для того, чтобы защититься от нападения агрессивной самки.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Россия подняла в небо группу из шести военно-транспортных самолетов Ан-124-100. Такие тренировки позволяют отработать переброску на большие расстояния личного состава воинских подразделений.

18 января
5 минут
Василий Парфенов

В московском аэропорту Жуковский произошло ЧП: за пределы взлетно-посадочной полосы выкатился новейший отечественный авиалайнер МС-21-300. Он проходил испытания, во время которых имитировали прерванный полет из-за отказа одного двигателя.

16 января
9 минут
Василий Парфенов

Специалисты по информационной безопасности нашли пренеприятнейшую особенность ОС Windows 10. Ее штатный драйвер файловой системы NTFS при определенных условиях реагирует крайне деструктивным образом — критически повреждает главную файловую таблицу MFT. Вызвать такое его поведение можно огромным количеством способов: от создания подготовленной веб-страницы до отправки картинок, файлов и документов жертве.

4 января
2 минуты
Илья Ведмеденко

В России приступили к летным испытаниям нового Ту-214. По имеющимся данным, речь идет о третьем и заключительном экземпляре Ту-214ПУ, изготовленном по контракту от 2017 года.

6 января
42 минуты
Александр Березин

Попытки нашей страны создать замену сверхмассовому биплану советской эпохи терпят неудачи вот уже тридцать лет. Причина проста: кризис легкомоторной авиации в целом. Когда-то самая передовая часть авиастроения сегодня застряла на решениях большой древности — и без резкого изменения всей концепции "летающего такси" так и не увидит заметных результатов.

4 января
7 минут
Василий Парфенов

Наступление Мирового океана на сушу, как правило, связывают с глобальным потеплением. Однако испанские геологи описали еще одну проблему, которая только усугубляет ситуацию. Они подсчитали, что из-за проседания почв территория, на которой проживает 19% населения Земли, окажется ниже уровня моря уже к 2040 году.

[miniorange_social_login]
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: