Εκτός από τις βασικές γνωστές καταστάσεις της ύλης-στερεό, υγρό, αέριο και πλάσμα-υπάρχουν πολλές εξωτικές καταστάσεις που δημιουργούνται στο εργαστήριο. Ένα από αυτά, γνωστό ως «υπερ -στερεό, "Επιβεβαιώθηκε μόλις πριν από μερικά χρόνια και τώρα οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του nsνσμπρουκ το δημιούργησαν σε μια νέα δισδιάστατη μορφή.

Ένα υπερ -στερεό δεν είναι αυτό που μπορεί να ακούγεται. Ουσιαστικά, τα άτομα του είναι διατεταγμένα σε μια άκαμπτη κρυσταλλική δομή, όπως ένα κανονικό στερεό - αλλά μπορούν επίσης να ρέουν με μηδενικό ιξώδες, σαν ένα υπερρευστό. Αυτό ακούγεται παράδοξο, αλλά οι επιστήμονες θεωρούν ότι είναι θεωρητικά εφικτό από τη δεκαετία του 1960 - και το 2017 τελικά επιβεβαιώθηκε πειραματικά.

Αρκετές ομάδες ερευνητών έχουν δημιουργήσει υπερ -στερεά χρησιμοποιώντας μια άλλη κατάσταση ύλης που ονομάζεται α Συμπύκνωμα Bose-Einstein (BEC). Αυτά αποτελούνται από ένα σύννεφο αερίων χαμηλής πυκνότητας ατόμων που ψύχονται στο σχεδόν απόλυτο μηδέν και σε εκείνο το σημείο, εμφανίζουν περίεργες κβαντικές ιδιορρυθμίες που κανονικά δεν φαίνονται σε τόσο μεγάλη κλίμακα. Όλα τα άτομα στο BEC υπάρχουν στο κάθε σημείο μέσα στο σύννεφο ταυτόχρονα, σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται αποστασιοποίηση.

Σε προηγούμενα πειράματα, τα υπερ-στερεά έγιναν μόνο μονοδιάστατα, έτσι ώστε τα άτομα να μπορούν να ρέουν μόνο προς μία κατεύθυνση. Τώρα, η ομάδα του nsνσμπρουκ τους έδωσε μια εντελώς νέα διάσταση για να παίξουν, όπως η αναβάθμισή τους από τη μετακίνηση κατά μήκος μιας χορδής στην κίνηση γύρω από ένα κομμάτι χαρτί. Αυτό το BEC ήταν φτιαγμένο από άτομα δυσπροσίου και οι μαγνητικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ατόμων τους έκαναν να τακτοποιηθούν σε σταγονίδια, τα οποία παρατάσσονται σε ένα πλέγμα.

«Κανονικά, θα σκεφτόσασταν ότι κάθε άτομο θα βρισκόταν σε ένα συγκεκριμένο σταγονίδιο, χωρίς να υπάρχει τρόπος μεταξύ τους», λέει ο Matthew Norcia, συγγραφέας της μελέτης. «Ωστόσο, σε υπερ -στερεή κατάσταση, κάθε σωματίδιο απομακρύνεται σε όλα τα σταγονίδια, που υπάρχουν ταυτόχρονα σε κάθε σταγονίδιο. Βασικά, έχετε ένα σύστημα με μια σειρά από περιοχές υψηλής πυκνότητας (τα σταγονίδια) που μοιράζονται όλα τα ίδια αποστασιοποιημένα άτομα ».

Η ομάδα λέει ότι αυτή η σημαντική ανακάλυψη θα μπορούσε να επιτρέψει στους φυσικούς να μελετήσουν ένα εντελώς νέο φάσμα κβαντικών παραξενιών που ένα μονοδιάστατο υπερ-στερεό δεν μπορεί.

«Για παράδειγμα, σε ένα δισδιάστατο υπερ-στερεό σύστημα, μπορεί κανείς να μελετήσει πώς σχηματίζονται δίνες στην τρύπα μεταξύ πολλών παρακείμενων σταγονιδίων», λέει ο Norcia. «Αυτές οι δίνες που περιγράφονται στη θεωρία δεν έχουν ακόμη αποδειχθεί, αλλά αντιπροσωπεύουν μια σημαντική συνέπεια της υπερρευστότητας».

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Φύση.

πηγή: Πανεπιστήμιο του Ίνσμπρουκ μέσω Eurekalert

Πλάτωνας. Επανεκτίμησε το Web3. Ενισχυμένη ευφυΐα δεδομένων.
Κάντε κλικ εδώ για πρόσβαση.

Πηγή: https://newatlas.com/physics/supersolid-two-dimensional-state-matter/