Fysikere har skabt det første todimensionelle supersolid i historien - en bizar fase af stof, der samtidig opfører sig som et fast stof og en væske.
Supersolid-legemer er materialer, hvis atomer er organiseret i en regulær periodisk krystalstruktur, men som samtidig er i stand til at flyde for evigt uden at miste kinetisk energi. På trods af deres interessante egenskaber, som ved første øjekast overtræder mange kendte love, forudsagde fysikere dem teoretisk for længe siden - de dukkede først op som antagelser i fysikeren Eugene Gross' arbejde tilbage i 1957.
Nu, ved hjælp af lasere og underkølede gasser, har fysikere endelig forvandlet et supersolid til en todimensionel struktur, hvilket gør det muligt for videnskabsmænd at afdække den dybere fysik bag de mystiske egenskaber ved den mærkelige fase af stof. Af særlig interesse for forskerne er, hvordan deres todimensionelle supersolid-legemer vil opføre sig, når de roterer i en cirkel, sammen med de små hvirvler, der vil dukke op inde i dem. Den magnetiske vekselvirkning får atomerne til at selvorganisere sig i dråben og arrangere sig selv i en regelmæssig rækkefølge. Denne unikke konfiguration giver dig mulighed for at skabe effekter såsom flow uden friktion, på trods af tilstedeværelsen af superfluiditet.
Dette åbner døren til nogle virkelig mærkelige kvanteeffekter. En af nøglereglerne for kvanteadfærd, Heisenbergs usikkerhedsprincip, siger, at det er umuligt at kende både positionen af en partikel og dens momentum med absolut præcision. Men nu hvor Bose-Einstein-kondensatatomerne ikke længere bevæger sig, er hele deres momentum kendt. Dette bevirker, at atomernes positioner bliver så usikre, at de steder, de kunne optage, bliver større i areal end rummet mellem atomerne selv.
Fysikere ønsker nu at bruge deres 2D supersolid-system til at studere alle de egenskaber, der er resultatet af tilstedeværelsen af denne ekstra dimension. For eksempel planlægger de at studere hvirvlerne, der opstår og sætter sig fast mellem dråber i rækken, især da disse hvirvler af roterende atomer, i det mindste teoretisk, kan spiral i det uendelige.
Det bringer også forskere et skridt tættere på de tredimensionelle, superhårde kroppe forudsagt af tidlige teorier som Gross-teorien, og endda til de mere "fremmede" egenskaber, de måtte have.
Læs også:
- Opdagelsen af MTI kan give ny viden om antistof i universet
- CERN: subatomare partikler skifter fra stof til antistof