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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Робот-креветка 28.03.2022 Исследователи из Университета Брауна и Национального автономного университета Мексики создали водоплавающего робота и назвали его RoboKrill. Его внешний вид был позаимствован у креветкообразных, называемых крилем (Euphausia superba). Для плавного перемещения в подводных глубинах микроробот способен имитировать кинематику живого криля. "До этого проекта я проводила различные исследования, направленные на понимание роли агрегаций планктона в океане. С этой целью я провела эксперимент, где контролировала поведение организмов с помощью световых сигналов. После этого я подумала, что хорошей идеей было бы вместо того, чтобы внешне контролировать поведение организмов, использовать роботизированную систему, которая имеет ту же динамическую сигнатуру, что и плавающие живые существа", - сказала TechXplore Моника М. Вильгельмус, одна из исследователей, проводивших исследование. В будущем RoboKrill может быть использован биологами и учеными-экологами для удаленного изучения морской среды и сбора научных данных на малодоступных глубинах. В то же время команда не планирует останавливаться на возможности дополнительной модификации своего робота, а также оценке его производительности в естественных условиях. "Теперь мы будем изучать влияние полукинематических морфологических особенностей и динамических взаимодействий в генерации тяги и оптимизировать важные параметры для разработки упрощенной системы, которую мы затем можем уменьшить. Наша конечная цель состоит в том, чтобы спроектировать небольшую систему и использовать ее, например, для вмешательства в различные компактные среды", - поделилась планами Моника Вильгельмус.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026