В действительности это – новая форма вопроса, предложенного теоретическими физиками в Техасском университете в Далласе в недавнем исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters. Их исследование также описывает «рецепт» для того, чтобы сделать экзотические материалы в лаборатории.Большинство людей знакомо с тремя фундаментальными состояниями вещества: тело, жидкость и газ.
Есть на самом деле еще несколько, включая плазму, которая найдена в солнце и других звездах и конденсатах Боз-Эйнштейна, которые являются очень плотными и существуют только при самых чрезвычайных низких температурах.Супержидкость – экзотическое состояние вещества с необычными свойствами. У этого есть нулевая вязкость, что означает, что это может течь через поверхность и не замедлиться – или потерять любую энергию – из-за трения с поверхностью.
Супержидкости, такие как жидкий гелий, должны быть охлаждены к чрезвычайно низким температурам для таких свойств появиться.«Если бы Ваш утренний кофе был супержидкостью, и Вы размешали его с ложкой, Вы могли удалить ложку, и кофе никогда не будет прекращать перемещаться», сказал доктор Чуаньвэй Чжан, преподаватель физики в Школе Естественных наук и Математики и соответствующего автора исследования. «Обычные жидкости в конечном счете остановятся из-за трения с чашкой».
И супержидкость и квазикристаллПриблизительно 50 лет назад исследователи предложили новый тип вопроса, который комбинировал свойства супержидкости с теми из твердого кристалла.
Названный супертело, это только было за несколько прошлых лет, что ученые были в состоянии произвести тот необычный материал в лаборатории.«В физике у нас есть очень строгое определение того, что жидкость и каково тело», сказал Чжан. «Жидкая вода не может вести себя как тело, и наоборот. Они могут быть смешаны вместе, например в стакане воды со льдом, но они – все еще отдельные формы вопроса».
В мире квантовой физики, которая описывает, как вопрос ведет себя на уровне атомов и отдельных частиц, это не всегда верно, сказал Чжан.«Супертело – жидкость, текущая без трения, атомы которого также устроены периодическим способом, как они находятся в кристаллическом теле», сказал он. «Эти два государства, которые являются взаимоисключающими в нашей повседневной жизни, могут существовать в то же время в том же самом физическом материале в квантовом мире».В их новом исследовании Чжан и его коллеги предлагают следующий логический шаг – предложение нового типа вопроса, который является и супержидкостью и квазикристаллом.
У кристалла, как столовая соль, есть атомы, которые устроены в высоко заказанном, периодическом образце, который неизменен, когда Вы вращаете или повторяете его, сказал Чжан. Шахматная доска может считаться двумерным кристаллом. Квазикристаллы, с другой стороны, являются материалами, атомы которых заказаны и имеют структуру как в кристалле, но их договоренность не периодическая – это не повторяется.
«Мы задали вопрос, у Вас может быть новое квантовое государство вопроса, которое является и квазикристаллом и супержидкостью?» Чжан сказал.Ответ да, по крайней мере от физических принципов, сказал Чжан.
Материал, который предлагают Чжан и его коллеги, должен течь без трения, также показывая непериодическую, квазикристаллическую структуру.«Это – теория в данный момент, но в данной статье мы предлагаем экспериментальную установку, подобную эксперименту, который произвел первые супертвердые частицы», сказал Чжан. «Хорошие новости, нам не придется изобрести новую технологию, чтобы на самом деле сделать этот материал.
Это в основном включает стреляющие лазеры в конденсате Боз-Эйнштейна».Junpeng, Как, ведущий автор исследования и доктор философии физики студент в UT Даллас, сказал, что производство материала могло бы все еще быть сложным.
«Может потребоваться несколько лет для новых супертвердых частиц, чтобы стать экспериментально реализованным», Как сказанный. «Но я полагаю, что наша система не заняла бы у этого много времени, возможно один или два года».