Свръхтвърдостта съчетава твърдост и флуидност на материята
Научен екип успя да първи път да наблюдава основна характеристика на свръхтвърда материя и получи пряко доказателство за съществуването на това екстремно нейно състояние, което съчетава твърдост и флуидност, съобщи АФП.
В ежедневието познаваме материята в четири агрегатни състояния – твърдо, течно, газообразно и плазма. Учените обаче отдавна се интересуват от т.нар. „екзотични“ състояния на материята, които се образуват при температура, близка до абсолютната нула (минус 273,15 градуса по Целзий) и много висока енергия или екстремна гравитация и плътност, като в черните дупки.
При тези условия материята има физични свойства или поведение, които са много различни от тези, наблюдавани в конвенционалните състояния. Нормалните флуиди (течности и газове) имат по-голямо или по-малко съпротивление при движение, известно като вискозитет – например маслото е по-вискозно от водата.
От друга страна, свръхфлуидите нямат вискозитет – те текат без загуба на енергия, което им позволява да циркулират безкрайно дълго в контейнер, без да се забавят.
Преди повече от 50 години физиците предсказват съществуването на свръхтвърдо състояние. При него материята притежава едновременно свойствата на класическо твърдо тяло с кристална структура и на свръхфлуид, в която част от атомите текат без вискозитет през мрежата на твърдото тяло. Кристалната структура на свръхтвърда материя вече е заснемана, но досега свръхфлуидността ѝ е била извеждана само на базата на различни наблюдения.
„Това, което все още липсваше в нашата работа, беше пряко наблюдение на едно от характерните и фундаментални свойства на свръхфлуидността – поток без въртене“, обяснява Франческа Ферлаино, която ръководи изследването, публикувано в сп. „Нейчър“.
„Представете си, че имате чаша кафе и го разбъркате малко с лъжичка. Ще видите как кафето се върти около центъра – класически пример за вихър в обикновен флуид“, обяснява физикът от Университета в Инсбрук (Австрия) пред АФП.
Ако заменим кафето със свръхфлуид, той не се разбърква с лъжицата, а остава напълно неподвижен, сякаш нищо не го смущава.
„Ако обаче разбъркаме по-бързо, вместо да се образува голям вихър в центъра, започват да се появяват поредица от малки вихри. Те са като малки дупчици във флуида, всяка от които се върти с определена скорост и които се организират в красиви, правилни модели на повърхността на свръхфлуида, почти като дупки в парче пясъчник“, продължава Ферлаино.
Нейният екип успява да създаде и наблюдава такива вихри в лаборатория, което е особено трудно постижение, предава БТА.
През 2021 г. същият екип успя да създаде трайна свръхтвърда материя чрез охлаждане на определени атоми и молекули до много ниски температури. След това специалистите е трябвало да намерят начин да раздвижат свръхтвърдата материя, без да разрушат крехкото ѝ състояние. Изследователите използват магнитни полета, за да я завъртят внимателно. В резултат на това се образуват количествено определени вихри.
Източник: https://fakti.bg/
