LOADING ...

Điều này hoang dã mới Supersolid là ba tiểu bang của vấn đề cùng một lúc

Ryan F. Mandelbaum Aug 22, 2017. 9 comments

Bạn học về ba hoặc bốn giai đoạn của vật chất trong trường-rắn, có hình dạng và khối lượng, chất lỏng, chỉ có thể tích, khí và plasma, không có hình dạng và thể tích xác định. Nhưng bằng cách sử dụng các quy luật vật lý, bạn có thể tạo ra các chất đáng kinh ngạc không hành xử gì giống như những gì bạn học được trong hóa học. Đó bao gồm một chất hoạt động giống như một tinh thể rắn và một chất lỏng không có ma sát, hoàn hảo chảy vào cùng một thời điểm.

Bây giờ, các nhóm các nhà nghiên cứu Mỹ và Thụy Sĩ đã tạo ra "siêu siêu bền" mới lạ theo hai cách khác nhau. Nó không giống như chúng đã tạo ra một cái gì đó bạn có thể giữ trong tay của bạn - đây là những vật liệu kỹ thuật cao được tồn tại trong khoang chân không cực lạnh. Nhưng có một loại chủng tộc để tạo ra supersolids, mà sẽ giúp chúng ta hiểu bản chất của vật chất.

Wolfgang Ketterle, giáo sư vật lý tại MIT, nói với Gizmodo: "Mục tiêu của chúng tôi là khám phá các vật liệu mới với các tính chất mới, những thứ mà mọi người thậm chí không biết là có thể". "Chúng tôi muốn tạo ra những chất liệu chưa từng tồn tại trên trái đất".

Mỗi nhóm tạo ra sự khác biệt hoàn toàn của chúng, nhưng cả hai nhóm bắt đầu bằng cách biến các nguyên tử thành "condensate Bose-Einstein", một khí siêu lạnh được làm từ các nguyên tử với số electron thậm chí còn. Ngay cả số lượng các electron (hoặc cùng số electron như proton) có nghĩa là các nguyên tử có giá trị spin toàn bộ số, một thuộc tính cơ lượng tử có thể giả định giá trị một nửa hoặc số nguyên. Các nguyên tử với giá trị spin toàn bộ số được gọi là boson, mà các định luật vật lý nói có thể chiếm cùng một không gian. Những Khí lạnh, do đó, bắt đầu cho thấy những hiệu ứng kỳ lạ của cơ học lượng tử trên một quy mô vĩ mô, giống như chảy mà không có bất kỳ kháng chiến. Đó là một lĩnh vực Ketterle sẽ biết khá một chút về; Ông đã tạo ra một trong những chất ngưng tụ Bose-Einstein đầu tiên và đã giành được giải Nobel Vật lý cho năm 2001.

Làm thế nào một chất mà chảy như chất lỏng cũng được coi là một chất rắn? Vâng, cấu trúc sẽ giữ một hình dạng thường xuyên, cứng nhắc như một chất rắn. Đồng thời, bất kỳ sự thay đổi nào trong tinh thể, giống như một nguyên tử mất tích, sẽ chảy thẳng qua hình dạng mà không có bất kỳ sự đề kháng nào, theo nhà vật lý học Kaden Hazzard thuộc trường Đại học Rice, trong một bình luận của Nature.

Mục đích của mỗi đội là mang chất cô đặc Bose-Einstein và truyền cho nó những đặc tính cứng nhắc của một chất rắn thật sự. Nhóm MIT đã sử dụng laser để thay đổi giá trị của spin của một nửa các nguyên tử trong vật liệu của họ, được làm bằng natri, Tạo ra hai condensate Bose-Einstein khác nhau cùng một lúc. Họ quan sát thấy mật độ biểu hiện rắn của họ trong sọc, và khi họ chiếu sáng một vật liệu của họ, nó bật ra khỏi nó như thể nó đã chạm tới lưới. Điều này đã thuyết phục nhóm của Ketterle rằng họ đã tạo ra tài liệu mới của họ, và họ đã công bố kết quả của họ ngày thứ tư trên tạp chí Nature.

Nhóm tại ETH Zurich ở Thụy Sĩ đã sử dụng một cách tiếp cận khác để truyền đạt các đặc tính cứng rắn của chất rắn. Họ giữ được nước ngưng tụ của họ, với các nguyên tử rubidium, trong một khoảng trống giữa các cặp gương với các hạt ánh sáng, các photon, nảy qua lại. Điều này làm cho ánh sáng phân tán giữa các nguyên tử, cuối cùng hình thành nên mẫu tinh thể thông thường. Họ công bố kết quả của họ trong Nature cùng ngày.

Đây không phải là chất rắn mà bạn có thể giữ trong tay bằng bất kỳ phương tiện nào, Ketterle cảnh báo. Chúng là những vật liệu được thiết kế kỹ lưỡng và không có đặc điểm "rắn" trong mọi khía cạnh. Điều đó làm cho họ thậm chí còn xa lạ hơn, nếu bạn nghĩ về nó. "Tài liệu của chúng tôi ... làm mờ những gì mọi người học trong trường trung học về ba giai đoạn của vấn đề. Nó kết hợp tính chất của một chất khí, rắn và chất lỏng. "

Các nhà vật lí khác đã bị ấn tượng bởi sự sáng tạo của các nhóm. Jeff Steinhauer, nhà vật lý tại Viện Công nghệ The Technion - Israel ở Israel, nói với Gizmodo trong một email: "Đó là một hiệu ứng tuyệt vời. "Nó có thể giúp làm sáng tỏ vật lý của hêli rắn".

Katterle vui mừng vì cả hai nhóm đã phát hành khám phá của họ cùng một lúc-có nghĩa là có rất nhiều buzz về các tài liệu trong lĩnh vực này.

Không có mục đích để làm những chất lạ này ngoài nghiên cứu cơ bản - nó không giống như ai đó sẽ tìm thấy một sử dụng cho một vũng băng hà lỏng lạnh tinh thể bất cứ lúc nào. Nhưng các dạng của vật chất như thế này chỉ ra rằng chúng ta cần phải hiểu thêm về cách mà vũ trụ của chúng ta hoạt động.

Ketterle nói: "Động cơ thúc đẩy chúng ta là một khi có thể, mọi người biết luật thiên nhiên cho phép chúng ta nhận ra những vật liệu như vậy. "Chúng tôi hy vọng rằng từ 10 đến 20 năm nữa nó sẽ ảnh hưởng đến các nhà thiết kế vật liệu để tiến xa hơn, và có thể tạo ra một siêu siêu rắn tồn tại bên ngoài buồng vòi."

[ Thiên nhiên , Thiên nhiên]

9 Comments

Other Ryan F. Mandelbaum's posts

Sử dụng 'Máy tính' dựa trên DNA, các nhà khoa học có được căn bậc hai của 900 Sử dụng 'Máy tính' dựa trên DNA, các nhà khoa học có được căn bậc hai của 900

Sử dụng một hệ thống giống như máy tính được tạo ra từ DNA được thiết kế, các nhà khoa học đã tính được căn bậc hai của 900. Các nhà sinh học đã đ...

Bằng chứng toán học 'đáng chú ý' mô tả cách giải quyết vấn đề tính toán dường như không thể Bằng chứng toán học 'đáng chú ý' mô tả cách giải quyết vấn đề tính toán dường như không thể

Bạn vào một cái hang. Ở cuối hành lang tối, bạn bắt gặp một cặp buồng kín. Bên trong mỗi buồng là một phù thủy toàn năng. Lời tiên tri nói rằng v...

Các nhà khoa học đã chế tạo một robot từ 40 lông chim bồ câu và nó bay đẹp Các nhà khoa học đã chế tạo một robot từ 40 lông chim bồ câu và nó bay đẹp

Các nhà khoa học tìm cách hiểu cơ học của chuyến bay chim đã được xây dựng PigeonBot, một robot được làm từ 40 lông chim bồ câu (và một vài thành ...

Hubble đã phát hiện các khối Rogue của Dark Matter chưa? Hubble đã phát hiện các khối Rogue của Dark Matter chưa?

Các nhà khoa học sử dụng Kính thiên văn vũ trụ Hubble đã phát hiện ra bằng chứng về những khối vật chất tối nhỏ làm cong vênh ánh sáng từ các quasar ...

Suggested posts

Các nghiên cứu nghi ngờ về các thiên hà hình elip là cái nôi của cuộc sống thông minh Các nghiên cứu nghi ngờ về các thiên hà hình elip là cái nôi của cuộc sống thông minh

Chúng ta sống trong một thiên hà xoắn ốc, nhưng một trường phái tư tưởng cho thấy các thiên hà hình elip hình bầu dục rất có khả năng lưu trữ các nền...

Khoa học mới nhất về coronavirus: Giảm tỷ lệ tử vong thực sự Khoa học mới nhất về coronavirus: Giảm tỷ lệ tử vong thực sự

Mỗi ngày mang đến những hiểu biết khoa học mới về covid-19 và coronavirus gây ra nó. Dưới đây là một số nghiên cứu và phát triển mới nhất, bao gồm ng...

Kính viễn vọng trên toàn thế giới Đón đài phát thanh bí ẩn đến từ thiên hà của chúng ta Kính viễn vọng trên toàn thế giới Đón đài phát thanh bí ẩn đến từ thiên hà của chúng ta

Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một đợt sóng vô tuyến cực kỳ phát ra từ bên trong thiên hà của chúng ta. Quan sát đáng ngạc nhiên có thể giúp c...

Elon Musk cố gắng ngăn chặn câu hỏi Covid-19 của phóng viên trong cuộc gọi của NASA, nói 'Tiến lên' Elon Musk cố gắng ngăn chặn câu hỏi Covid-19 của phóng viên trong cuộc gọi của NASA, nói 'Tiến lên'

Giám đốc điều hành của SpaceX, Elon Musk, đã cố gắng làm chệch hướng câu hỏi của phóng viên trong cuộc họp báo của NASA ngày hôm qua, nói rằng di chu...

NASA sẽ chọn một trong ba khái niệm tàu ​​đổ bộ phi hành gia cho sứ mệnh mặt trăng năm 2024 NASA sẽ chọn một trong ba khái niệm tàu ​​đổ bộ phi hành gia cho sứ mệnh mặt trăng năm 2024

Khi NASA chuẩn bị đưa con người trở lại Mặt trăng vào năm 2024, cơ quan vũ trụ đã quyết định đi theo con đường riêng, chọn ba công ty Mỹ để phát triể...

Các nhà khí tượng học mô tả 'Mưa đá khổng lồ' từ cơn bão lịch sử ở Argentina Các nhà khí tượng học mô tả 'Mưa đá khổng lồ' từ cơn bão lịch sử ở Argentina

Hai năm trước, một cơn bão dữ dội ở Argentina đã tạo ra những trận mưa đá rộng tới 9 inch, khiến các nhà khí tượng học đề xuất một thuật ngữ hoàn toà...

Không có bằng chứng về tái nhiễm coronavirus, các quan chức Hàn Quốc cho biết Không có bằng chứng về tái nhiễm coronavirus, các quan chức Hàn Quốc cho biết

Một số bệnh nhân covid-19 đã hồi phục, một lần nữa xét nghiệm dương tính với coronavirus có khả năng không bị tái nhiễm. Hôm thứ Năm, các quan chức H...

Ba bộ xương châu Phi được tìm thấy ở Mexico cho thấy sự khủng khiếp của chế độ nô lệ sớm ở thế giới mới Ba bộ xương châu Phi được tìm thấy ở Mexico cho thấy sự khủng khiếp của chế độ nô lệ sớm ở thế giới mới

Ba bộ xương thuộc về các cá nhân châu Phi đã được phát hiện tại một ngôi mộ tập thể ở Mexico City. Họ đại diện cho một số người dân châu Phi đầu tiên...

Các nhà khoa học không từ bỏ Warp Drive Các nhà khoa học không từ bỏ Warp Drive

Đối với hầu hết chúng ta, du hành nhanh hơn tốc độ vũ trụ giới hạn tốc độ ánh sáng, tốc độ ánh sáng là một tưởng tượng khoa học viễn tưởng phá vỡ nền ...

FDA cho phép sử dụng khẩn cấp thuốc thử nghiệm vì các nghiên cứu cho thấy kết quả hỗn hợp trong điều trị Covid-19 FDA cho phép sử dụng khẩn cấp thuốc thử nghiệm vì các nghiên cứu cho thấy kết quả hỗn hợp trong điều trị Covid-19

Một làn sóng kết quả từ các nghiên cứu liên quan đến remdesivir, một loại thuốc kháng vi-rút thử nghiệm đang được sử dụng để điều trị covid-19, đã xu...

Language