Физики создали сверхтекучее твердое тело — Naked Science
10.11.2016
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.
Позавчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

Вчера, 12:05
Ольга Иванова

Польские исследователи узнали, какой определяющий фактор стоит за убежденностью людей не вакцинироваться от коронавирусной инфекции.

Вчера, 09:00
УрФУ

Международная группа планетологов из России, Финляндии и США впервые проанализировала факторы, определяющие количество валунов на поверхности ближайшей планеты от Солнца — Меркурии.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

Позавчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: