Двумерный суперкристаллический квантовый газ

28.08.2021

Помимо известных основных состояний материи, состояния твердого тела, жидкого, газообразного и плазмы, существует еще множество экзотических состояний, которые можно получить только в воображении или в лабораторных условиях. Одно из таких состояний, известных под названием суперкристалл, "нарисовалось" в воображении ученых несколько лет назад и лишь недавно исследователям из университета Инсбрука впервые в истории науки удалось создать такой суперкристалл в своей лаборатории, притом в еще более экзотической форме, в форме двумерного суперкристаллического квантового газа.

Суперкристалл - это немного не то, что можно себе представить, исходя из его названия. По существу, атомы суперкристалла формируют твердую кристаллическую структуру, как и в обычных кристаллических формах материи. Но, параллельно с этим, атомы могут перемещаться, т.е. суперкристалл может течь, обладая нулевым показателем вязкости, подобно сверхтекучей жидкости или, как ее еще называют, супержидкости. Это весьма похоже на парадокс, но теоретически возможность существования такой формы материи была обоснована еще в 1960-х годах, а в 2017 году было получено первое экспериментальное подтверждение.

Некоторые группы исследователей добивались успеха в формировании небольших суперкристаллов, используя так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна (Bose-Einstein condensate, BEC). Этот конденсат представляет собой облако атомов, охлажденных до сверхнизкой температуры. И в таком состоянии материи на первый план выходят ее квантовые свойства, которые обычно не проявляются на столь крупном масштабе. Одной из основных особенностей является то, что все атомы, входящие в состав облака конденсата, существуют одновременно во всех точках облака, благодаря квантовому явлению, называемому делокализацией.

В предыдущих экспериментах полученные частицы суперкристаллов имели столь малые размеры, что их можно было условно считать одномерными, благодаря чему атомы суперкристалла могли течь только в одном направлении. Группа из Инсбрука придала своему суперкристаллу еще одно измерение за счет того, что используемый ими конденсат Бозе-Эйнштейна состоял из атомов диспрозия. Магнитные взаимодействия между этими атомами заставили их собраться в виде "капелек", которые сами выстроились в виде узлов двумерной сетки.

Проводя исследования, ученые уже смогли заметить, что в созданной ими системе, в двумерном суперкристалле, в пустой области между капельками иногда возникают странные завихрения. Такое явление уже было описано ранее в теории, возникновение вихрей является одним из последствий явления сверхтекучести, и данный случай также является первым разом в истории науки, когда ученые смогли наблюдать все это воочию.

<< Назад: Роботизированные трости для слепых 29.08.2021

>> Вперед: Новый тип инфракрасных поляритонов 28.08.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Интернет по веревке 17.12.2017 Британский инженер связи заменил медный кабель в ADSL-линии пропитанной соляным раствором веревкой и получил работоспособный канал передачи данных. ADSL - это модемная технология передачи данных. Обычно в ее устроиствах используются медные кабели, но это не принципиально - в принципе подходит любой проводник. Инженер из Великобритании решил использовать вместо кабеля два метра вымоченной в соленой воде веревки. Один конец веревки он подключил к модему, другой - к устройству, измерявшему скорость передачи данных. Прибор показал, что за секунду по веревке проходило 3,5 мегабит входящего трафика и 67 килобит исходящего (такая асимметрия - отличительная особенность технологии ADSL). Интернет не обязательно должен выглядеть так, как выглядит сейчас; главное - идея пакетной передачи данных и децентрализованная сеть, а реализовывать эти идеи можно хоть с помощью голубиной почты - благо, соответствующий стандарт (IP over Avian Carriers; RFC 1149) уже существует и даже опробован.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025