Произведен за първи път 2D „ултра-твърд“ поток без триене

Като значително постижение, физиците за първи път са произвели двуизмерен свръхтвърд материал в лабораторията.

Това може да звучи невероятно трудно да се постигне, но това е подвиг, към който изследователите работят повече от 50 години. Свръхтвърдите са екзотични вещества, които имат атоми, подредени в подредена структура на твърдо вещество, но въпреки това могат да текат без триене, точно като свръхтечности.

преди две години, Физиците са успели да създадат свръхтвърди тела Използвайки ултра студени магнитни атоми … но само в едно измерение. Сега екип от австрийски изследователи успя за първи път да създаде двуизмерна кристалоподобна структура; Резултатът ще позволи на физиците да тестват и експериментират с някои от най -странните явления в областта на науката за материалите.

Физикът Бруно Лаборт Толера от лабораторията за лазерна физика в Париж написа: В статия с новини и мнения Публикувано заедно с новата книга в природата Днес.

Тази странна двойственост означава, че свръхтвърдите тела се наричат ​​квантова механика състояние на материята.

Това е така, тъй като, както при другите квантови явления (мислете заплитане или котката на Шрьодингер), частиците в свръхтвърдо състояние са заключени в твърда, но и неопределена структура едновременно, което им позволява да се държат като вълна и да текат свободно без триене през цялото време твърдото вещество.

Свръхтвърдото вещество е предсказано за първи път през 1969 г. и е изследвано дълго време в свръхтечен хелий, който се счита за най-добрия кандидат за намиране на доказателства за твърда, подобна на кристали структура със свръхтечни свойства. Въпреки десетилетията на изследвания, свръхтвърдостта на хелия остава неуловима.

Наскоро изследователите изместиха фокуса си към ултра студени квантови газове-облаци от силни магнитни атоми, които се охлаждат под абсолютната нула. Фактът, че тези атоми са намагнетизирани, означава, че те си взаимодействат по уникални начини, които могат да доведат до това странно квантово -механично състояние на свръхтвърдост.

„Обикновено бихте си помислили, че всеки атом може да бъде намерен в определена капка, без никакви начини да проникне между тях“ Физикът, съавтор на новия пробив, Матю Норсия, казва: от университета в Инсбрук в Австрия.

„Въпреки това, в свръх твърдо състояние, всяка частица се намира във всички капчици, присъстващи едновременно във всяка капчица. Така че, по принцип имате система с поредица области с висока плътност (капки), които всички споделят едно и също неопределено атоми … “

Докато австрийският екип беше ръководен от квантовия физик Франческа Ферлаино от Университета в Инсбрук и Австрийската академия на науките, един от много За да създадете верига от капчици с една размерна дължина Покажете супер издръжливост Още през 2019 г., те трябваше да променят своя магнитен модел, за да създадат 2D версия, с два или повече реда капки.

Това последно постижение отваря явленията, които могат да изследват с тези странни облаци газ.

„Например, в свръхтвърда двуизмерна система, може да се проучи как се образуват вихри в дупката между няколко съседни капчици“ Казва Норсия.

„Тези описани вихри теоретично все още не са демонстрирани, но представляват важна последица от течността за преливане.“

Има още много да се научи за този странен, свръхтвърд квантов газ. Например, изследователите не са сигурни дали могат да направят по -голямо свръхтвърдо вещество, тъй като състоянието на материала е изключително чувствително към магнитния капан, който са създали.

Но засега фактът, че екипът е успял да създаде първата двуизмерна супер твърда материя, е огромен подвиг сам по себе си, който неизбежно ще доведе до по-добро разбиране на това странно състояние на материята и невидимите квантови сили които управляват нашата реалност.

търсенето беше Публикувано в природата.