Учёные университета штата Пенсильвания (США) заявили о возможном открытии принципиально инновационного агрегатного состояния материи формы гелия-4 - серххолодной "серхтвердотельной". В научном докладе опубликованном на страницах журнала Природа 15 января 2004 года, учёный физик Мозес Чань и аспирант Юн Сём Кимм описывают свойства и преимущества нового вида материи.
Полученное вещество (сверхтвердотельное) является твёрдым, его атомы гелия-4 создают некую кристаллическую решётку, аналогично. тому, как это происходит у молекул и атомов обычных твёрдых тел (льда или дерева, например). Однако исходя из тех фактов, что гелий охлаждён до слишком низкой температуры (около 0.1 Кельвина), характер поведение некоторых частиц кристалла не подчиняется законам классической квантовой механики.
В квантовой механике считают, что частица не может быть локализована одновременно (находиться в ограниченном объеме ) и пребывать в состоянии не полного или полного покоя. Если же частица локализована, она обязана колебаться в определённом диапазоне, данный процесс продолжается, даже если снять и убрать тепловое движение (охладить материал до нуля). Такое явление носит название квантовых нулевых частичных колебаний.
При необходимых условиях (давлении, уровне температуры) частицы этого вещества могут приходить в одинаковых квантовых состояниях, образуя при этом конденсат Бозе Энштейна. характеризуется оно тем, что отдельные его частицы могут непрерывно двигаться и перемещаться в толще вещенства без взаимного трения, поскольку их движение когерентно, т.е. взаимосогласовано. До последнего момента такое сверхсостояние было экспериментальным получено только для жидких веществ и газов. В настоящее время работа впервые подтверждает возможность этого эффекта в отношении к кристаллическим телам.
Схема эксперимента учёных штата Пенсильвания была следующей.
Газообразный гелий 4 с помощью спец установки под большим давлением нагнетался в пористый стеклянный диск. Система учёных постепенно охлаждалась до сверхнизкой температуры, на 0.175 градусов выше полного нуля. Диск заключён в прочную алюминиевую капсулу, и давление газа постепенно увеличивалось, пока гелий не перешёл в другое, твёрдое агрегатное состояние (при 40-а атмосферах). В конечном итоге его давление было увеличено до 62 атмосферы. Капсула вращалась в различных плоскостях в специальном устройстве, которое позволяло регистрировать усилия необходимые, для того чтобы привести его в движение.
На текущий момент учёные не могут назвать каких-либо конкретных способов практического применения этих веществ. Однако профессор из Университета Альберта (Канада) Джон Бимиш отметил, что открытие нового агрегатного состояния материи веществ, если оно действительно будет работать, является Очень большим достижением для современной наукци.
Полученное вещество (сверхтвердотельное) является твёрдым, его атомы гелия-4 создают некую кристаллическую решётку, аналогично. тому, как это происходит у молекул и атомов обычных твёрдых тел (льда или дерева, например). Однако исходя из тех фактов, что гелий охлаждён до слишком низкой температуры (около 0.1 Кельвина), характер поведение некоторых частиц кристалла не подчиняется законам классической квантовой механики.
В квантовой механике считают, что частица не может быть локализована одновременно (находиться в ограниченном объеме ) и пребывать в состоянии не полного или полного покоя. Если же частица локализована, она обязана колебаться в определённом диапазоне, данный процесс продолжается, даже если снять и убрать тепловое движение (охладить материал до нуля). Такое явление носит название квантовых нулевых частичных колебаний.
При необходимых условиях (давлении, уровне температуры) частицы этого вещества могут приходить в одинаковых квантовых состояниях, образуя при этом конденсат Бозе Энштейна. характеризуется оно тем, что отдельные его частицы могут непрерывно двигаться и перемещаться в толще вещенства без взаимного трения, поскольку их движение когерентно, т.е. взаимосогласовано. До последнего момента такое сверхсостояние было экспериментальным получено только для жидких веществ и газов. В настоящее время работа впервые подтверждает возможность этого эффекта в отношении к кристаллическим телам.
Схема эксперимента учёных штата Пенсильвания была следующей.
Газообразный гелий 4 с помощью спец установки под большим давлением нагнетался в пористый стеклянный диск. Система учёных постепенно охлаждалась до сверхнизкой температуры, на 0.175 градусов выше полного нуля. Диск заключён в прочную алюминиевую капсулу, и давление газа постепенно увеличивалось, пока гелий не перешёл в другое, твёрдое агрегатное состояние (при 40-а атмосферах). В конечном итоге его давление было увеличено до 62 атмосферы. Капсула вращалась в различных плоскостях в специальном устройстве, которое позволяло регистрировать усилия необходимые, для того чтобы привести его в движение.
На текущий момент учёные не могут назвать каких-либо конкретных способов практического применения этих веществ. Однако профессор из Университета Альберта (Канада) Джон Бимиш отметил, что открытие нового агрегатного состояния материи веществ, если оно действительно будет работать, является Очень большим достижением для современной наукци.
