Aelita1981.ru

Пуншевый портал aelita1981.ru

Сверхтекучее твёрдое тело

Сверхтекучее твёрдое тело (англ. Supersolid) — термодинамическая фаза квантовой жидкости, представляющей собой твёрдое тело со свойствами сверхтекучей жидкости.

Содержание

Свойства суперсолида

Известно, что при охлаждении квантовой жидкости (конденсата Бозе — Эйнштейна) до определённой температуры она приобретает сверхтекучие свойства (например, нулевую вязкость, то есть не обладающую трением). Возможность сверхтекучести квантовых кристаллов была предсказана еще в 1969 году Андреевым и Лифшицем, а также независимо Честером и Легетом, однако экспериментально не было обнаружено никаких аномалий в свойствах твердого гелия. Лишь в 2004 году Мозес Чан и Юн Шон Ким из Пенсильванского университета, проводя торсионные эксперименты с твердым гелием обнаружили неклассический момент инерции, который интерпретировали, как переход части кристалла в сверхтекучее состояние.

Данная работа стимулировала разнообразные экспериментальные исследования, однако однозначного понимания до сих пор нет. Имеющиеся экспериментальные данные свидетельствуют о том, что аномальное поведение твердого гелия вызвано беспорядком в кристалле, наиболее вероятные причины которого: вакансии и дислокации, межзереные границы, стекольная или жидкая фазы.

В 2009 году физики из Калифорнийского университета в Беркли получили газ рубидия в состоянии сверхтекучего твёрдого тела.[1]

В научных статьях термин «supersolid» описывает не твёрдое тело, а скорее кристалл, обладающий сверхтекучестью. В данном случае газообразный рубидий распределился по ячейкам, образованным полем оптической решётки, то есть атомы были вынуждены образовать кристалл, по сути оставаясь разреженным газом).

Это достижение является следующим шагом в исследовании бозе-статистики и фазовых переходов, так как ранее существовали только теоретические работы, предполагавшие возможность такого состояния материи. Учитывая, что параметрами оптической решётки в данном эксперименте легко управлять, исследователи получили удобный экспериментальный способ изучения фазовых состояний бозе-газа при различных величинах многих параметров — плотность газа, постоянная решётки, сила взаимодействия между атомами. Это может помочь в объяснении высокотемпературной сверхпроводимости и других явлений, где до сих пор нет окончательного решения по механизму, и, хотя предложено много теоретических предположений, не было надёжных методов прямой проверки.

См. также

Примечания

  1. Физики обнаружили сверхтекучесть твердого рубидия//Lenta.ru

Литература

  • E. Kim, M. H. W. Chan. Probable observation of a supersolid helium phase // Nature. — 2004. — Vol. 427. — P. 225-227.
  • M. Vengalattore, J. Guzman, S. Leslie, F. Serwane, D. M. Stamper-Kurn. Periodic spin textures in a degenerate F=1 Rb spinor Bose gas // Physical Review A. — 2010. — Vol. 81. — P. 053612 [6 pages]. См. также в архиве препринтов.
  • A. B. Kuklov, N. V. Prokof’ev, B. V. Svistunov. Trend: How Solid is Supersolid? // Physics. — 2011. — Vol. 4. — P. 109.

Ссылки

  • P. Ball. Glimpse of a new type of matter // Nature News, 15 January 2004.
  • J. Gyekis What is a supersolid? // The Pennsylvania State University


Сверхтекучее твёрдое тело.