Nuut ontwikkelde toestand van materie kombineer supervloeistof en soliedheid - Wetenskap
Nuut ontwikkelde toestand van saak kombineer supervloeistof en soliedheid
Navorsers aan MIT het 'n supervloeistof suksesvol gemanipuleer in 'n soort halfvaste stof. Hierdie nuwe toestand van materie kombineer eienskappe van vaste stof met dié van supervloeistowwe.
Die span het lasers gebruik om Bose-Einstein-kondensaat te transformeer in 'n stof wat sonder viskositeit vloei (a la superfluids). Die stof het egter die struktuur van 'n vaste stof behou. Die navorsers gee toe dat die ontdekking nie op 'n basisvlak moet sin maak nie.
"Dit is teenintuïtief om 'n materiaal te hê wat oortolligheid en soliditeit kombineer," het Wolfgang Ketterle, die John D. MacArthur-professor in fisika aan die MIT, gesê. "As u koffie oorbodig was en u dit geroer het, sou dit vir ewig bly draai."
Ketterle het 'n Nobelprys in fisika verwerf vir sy mede-ontdekking van Bose-Einstein-kondensaat (BEC). BEC kom voor wanneer natriumatome (of bosone) naby absolute nul afgekoel word. Onder hierdie omstandighede vorm die bosone 'n supervloeistofgas. Wat die supersoliede toestand betref, het natuurkundiges dit voorheen baie naby gehad om dit in laboratoriums te skep. Die navorsing het egter tot hierdie ontdekking grotendeels teoreties gebly. Ketterle het gesê dat hierdie eksperiment ondersoek in albei state 'n stap verder wil neem.
"Die uitdaging was nou om iets aan die BEC toe te voeg om seker te maak dat dit 'n vorm of vorm ontwikkel wat verder as die vorm van die 'atoomval' is, wat die bepalende kenmerk van 'n vaste stof is," het Ketterle gesê.
Daardie toevoeging kom in die vorm van lasers. Die span het 'n stel lasers in 'n ultrahoë-vakuumkamer gebruik om die helfte van die BEC-atome te "spin". Dit het gelei tot gemengde kwantumtoestande in die kamer en dus twee kondensattipes. Die span het nog lasers bygevoeg om atome tussen die kondensate te skuif. Hulle noem dit 'n 'draai-flip'.
Toerusting wat deur die MIT-span ontwikkel is om die nuwe saak te skep [Image Source: MIT, Ketterle et al]
"Die moeilikste deel was om hierdie digtheidsmodulasie waar te neem," het Junru Li, 'n gegradueerde student aan die MIT, wat aan die ontdekking gewerk het, gesê. Digtheidsmodulasie help om te bepaal of die BEC 'n ware supersolid geword het. Digtheid van supersoliede is nie meer konstant nie, maar het 'n rimpelpatroon wat 'streepfases' genoem word. Die span het 'n derde stel laserstrale gebruik om die afleiding van die digtheidsmodulasie te meet.
"Die resep vir die supersolid is regtig eenvoudig, maar dit was 'n groot uitdaging om al die laserstrale presies in lyn te bring en om alles stabiel te maak om die streepfase waar te neem," het Li voortgegaan.
Die navorsers het hul bevindings in die mees onlangse uitgawe van Nature gepubliseer. In dieselfde uitgawe het 'n Switserse span 'n manier ontwikkel om Bose-Einstein-kondensaat in te neem en dit 'n supersolid te maak deur spieëls te gebruik om die lasers te help. Ketterle het gesê die ander navorsing toon 'n belowende en groeiende belangstelling in die ontdekking van nuwe vorms van materie en die verborge potensiaal in hierdie nuwe bevindings.
Uiteindelik kan verdere bespreking rakende supervloeistowwe en supersoliede lei tot deurbraak-ontdekkings oor supergeleiding. Supergeleiers kan die sleutel tot doeltreffende energie-oordrag hou.
Vir 'n paar agtergrondinligting rakende die Bose-Einstein-kondensaat, kyk hierdie video saam met MIT-professor Martin Zwierlein:
Bron: MIT, Phys
SIEN OOK: Navorsers verloor die wêreld se eerste en enigste monster van metaalwaterstof
Kyk die video: Genetic Engineering Will Change Everything Forever CRISPR
wonderlike nuttige gedagte
Ek is jammer, maar na my mening is jy verkeerd. Ek is seker. Ek stel voor om dit te bespreek. Skryf vir my in PM, praat.