Фото: pixabay.com
Вчені з Массачусетського технологічного інституту в США створили надтекуче тверде тіло з атомів натрію. Для цієї мети вони використовували лазери, за допомогою яких їм вдалося надати квантовій рідині (конденсату Бозе-Ейнштейна) структуру, характерну для кристалів.
Конденсат Бозе-Ейнштейна є речовина, утворена бозонами – частинками, які можуть перебувати в одному і тому ж квантовому стані. Це відрізняє їх від ферміонів (наприклад, електронів), щодо яких діє принцип заборони Паулі. Дана властивість дозволяє бозонам при наднизьких температурах демонструвати видимі неозброєним оком квантові ефекти.
Одним з таких ефектів є надтекучість, при якій квантова рідина може просочуватися через тріщини без тертя. Якщо квантова рідина утворює кристали, то таку матерію називають надтекучим твердим тілом (supersolid).
Вчені передбачили, що твердий гелій може стати суперрідиною, якщо його атоми будуть вільно переміщатися в межах твердого кристала. Однак спостерігати це явище в лабораторних умовах до цих пір не вдавалося.
За допомогою лазерного охолодження, за якого атоми випромінюють більше енергії, ніж поглинають, дослідники зменшили внутрішню енергію атомів натрію, що є бозонами, до мінімуму. Після цього у половини бозонів був змінений спин (одна з квантових характеристик), в результаті чого конденсат Бозе-Ейнштейна був перетворений на суміш з двох квантових рідин. Лазером вчені змінювали спини окремих атомів, переносячи їх таким чином з однієї рідини в іншу.
За словами фізиків, щільність конденсату Бозе-Ейнштейна спонтанно змінюється, утворюючи брижі або хвилі. Такий стан називається фазою смуги (stripe phase), і її наявність характерна для сверхтекучего твердого тіла.
Раніше повідомлялося, що італійський фізик Лоренцо Йоріо з'ясував, що відповідальність за загадкову зміну земної орбіти навколо Сонця може нести темна матерія.