Supersolid
Starea supersolidă este o stare a materiei condensate care posedă simultan o structură cristalină și proprietățile unui superfluid , inclusiv, în special, aceea în care atomii săi pot curge fără frecare . Un supersolid este un material în care atomii au atins starea cuantică de energie minimă și atomii sunt capabili să curgă între ei cu vâscozitate zero. Această stare particulară a materiei este prevăzută pentru temperaturi scăzute. Heliul 4 la 230 mK s-a crezut inițial că are o tranziție de fază la supersolidă, dar observațiile acestei tranziții au fost respinse de atunci. [1]
În majoritatea teoriilor acestei stări, se presupune că „posturile libere”, locuri goale ocupate în mod normal de particule într-un cristal ideal, există și la zero absolut . Aceste locuri libere sunt cauzate de punctul zero Energie , care provoacă, de asemenea, mișcarea de la un loc la altul, ca undele. Deoarece posturile vacante sunt bosoni , dacă un astfel de nor de posturi vacante ar exista la temperaturi extrem de scăzute, ar fi echivalentul unui superfluid de particule în direcția opusă. În ciuda prezenței gazelor libere, structura ordonată a cristalului ar fi menținută, deși în medie mai puțin de o particulă la fiecare sit de rețea.
Experimente
Deși mai multe experimente au dat rezultate negative în anii 1980, John Goodkind a descoperit prima anomalie într-un solid folosind ultrasunete. Inspirați de observațiile sale, Eun-Seong Kim și Moses Chan de la Pennsylvania State University au văzut fenomene care ar putea fi interpretate ca comportamentul unui super solid [2] . Ei au observat în special ceea ce numeau inerție de rotație non-clasică, o decuplare neobișnuită de heliu solid de pe pereții unui container care nu putea fi explicată prin modele clasice, ci la o decuplare asemănătoare superfluidului într-un procent mic de atomi.
În 2012 , Chan și-a repetat experimentul inițial cu un nou aparat care a fost conceput pentru a elimina orice contribuție de elasticitate din heliu, dar nu s-au găsit dovezi de supersoliditate [2] .
La 13 aprilie 2016 , cercetătorii de la Politehnica Federală din Zurich (ETH) au publicat în Nature rezultatele experimentului în care au folosit atomi de rubidiu aduși la o temperatură apropiată de zero absolut și au observat tranziții de fază care, în anumite condiții, pot fi asociate cu fenomen de supersoliditate, confirmând astfel teoria care a prezis aceste tranziții în mod direct [3] .
La 16 aprilie 2019 , cercetătorii de la CNR și Universitatea din Florența , împreună cu colegii din Stuttgart și Innsbruck, au anunțat că au observat, într-un experiment efectuat în laboratorul Institutului Național de Optică din Pisa (CN-INO), pentru prima dată. timp un supersolid cu condensate Bose-Einstein [4] .
Notă
- ^ Phys. Rev. Lett. 109, 155301 (2012) - Absența supersolidității în heliu solid în sticlă poroasă Vycor
- ^ a b Articol de știri care descrie un nou experiment care nu găsește nicio dovadă de supersoliditate cu link către articolul PRL
- ^ Un supersolid din gaz rubidiu , în Le Scienze , 13-05-2016. Adus 25/04/2016 .
- ^ Supersolida, noua stare cuantică a materiei , în lescienze.it , 16 aprilie 2019. Accesat la 16 aprilie 2019 .
Elemente conexe
linkuri externe
- Supersolide, misterul se adâncește , în Le Scienze , la Repubblica , 19 februarie 2007.
