2024-11-07T20:28:09+03:00
בפעם הראשונה, מדענים צפו בהצלחה בתכונות הייחודיות של מה שנקרא "סופר-סוליד" – חומר שיש לו בו זמנית מאפיינים של מוצק ונוזל. ניסוי זה הפך להוכחה ישירה לטבע הכפול של המצב הקוונטי הזה.
בתנאים רגילים, אנו מכירים ארבעה מצבים של חומר: פלזמה מוצקה, נוזלית, גזית ופלזמה נדירה יותר. עם זאת, בטמפרטורות נמוכות במיוחד הקרובות לאפס המוחלט (-273.15 מעלות צלזיוס), החומר מתחיל להתנהג בצורה יוצאת דופן, ויוצר מצבים שנקראים "אקזוטיים". אחד המצבים הללו הוא על-נוזל – חומר בעל צמיגות אפס, כלומר ללא עמידות לזרימה. אם מערבבים, הנוזל העל יזוז בלי סוף בלי להאט.
לפני יותר מחצי מאה, מדענים הציעו את קיומו של "סופר-סוליד" – חומר המשלב תכונות של מוצק ונוזל-על. חומר זה יוצר מבנה גבישי, אך חלק מהאטומים עוברים בחופשיות דרך הסריג מבלי לחוות חיכוך.
בעבר, ניתן היה להשיג מבני גביש של על-סולידים, אך לא ניתן היה לצפות ישירות כיצד הם נעים. פריצת הדרך הושגה ב מחקר חדש בראשות הפיזיקאית פרנצ'סקה פרליינו מאוניברסיטת אינסברוק, אוסטריה, שפורסם בכתב העת Nature. הצוות הצליח ליצור ולערבב סולידים-על כדי ללכוד מערבולות זעירות הנקראות מערבולות כמותיות – מעין "עדות" של נזילות-על.
בניסוי דומה לכוס קפה שמתערבלת כאשר מערבבים אותה בעזרת כפית, מדענים צפו כיצד נוצרו מערבולות זעירות במוצק העל. כשמערבבים לאט החומר נשאר נייח, אך כשהוא מואץ מתחילות להיווצר מערבולות קטנות המסודרות בדוגמאות סימטריות, המזכירות את החורים בגבינת גרוייר.
חוקרים מאוניברסיטת אינסברוק, מוקדם יותר בשנת 2021, יצרו סוליד-על דו-ממדי על ידי קירור אטומים מיוחדים לטמפרטורות נמוכות במיוחד. כעת הם מצאו דרך לסובב אותו מבלי להרוס את המבנה השביר, באמצעות שדות מגנטיים. צעד זה פתח את האפשרות לצפות במדויק בהופעתם של מערבולות כמותיות, שאישר את קיומו של הטבע הכפול של המצב העל-סולידי.
ההצלחה שהושגה מאפשרת לדמות בתנאי מעבדה תהליכים המתרחשים בדרך כלל רק בזמן אירועים קיצוניים, כמו פיצוצי סופרנובה. מדענים חושדים ששינויים במהירות הסיבוב של כוכבי נויטרונים, המכונים "תקלות", קשורים למערבולות על-נוזליות דומות שנוצרות בליבתם.
3 תגובות
Thanks for sharing. I read many of your blog posts, cool, your blog is very good.
Your article helped me a lot, is there any more related content? Thanks!
Your point of view caught my eye and was very interesting. Thanks. I have a question for you.