Fyysikot ovat luoneet historian ensimmäisen kaksiulotteisen superkiinteän aineen - omituisen aineen vaiheen, joka käyttäytyy samanaikaisesti kiinteänä ja nesteenä.
Superkiinteät kappaleet ovat materiaaleja, joiden atomit ovat järjestäytyneet säännölliseen jaksottaiseen kiderakenteeseen, mutta samalla ne voivat virrata ikuisesti menettämättä kineettistä energiaa. Huolimatta mielenkiintoisista ominaisuuksista, jotka ensi silmäyksellä rikkovat monia tunnettuja lakeja, fyysikot ennustivat ne teoreettisesti kauan sitten - ne esiintyivät ensimmäisen kerran olettamuksina fyysikko Eugene Grossin työssä jo vuonna 1957.
Nyt fyysikot ovat lasereita ja alijäähdytettyjä kaasuja käyttämällä viimein muuttaneet superkiinteän aineen kaksiulotteiseksi rakenteeksi, jolloin tutkijat voivat paljastaa syvemmän fysiikan aineen kummallisen vaiheen salaperäisten ominaisuuksien takana. Erityisen mielenkiintoista tutkijoille on se, kuinka heidän kaksiulotteiset superkiinteät kehonsa käyttäytyvät niiden pyöriessä ympyrässä, yhdessä niiden sisälle ilmestyvien pienten pyörteiden kanssa. Magneettinen vuorovaikutus saa atomit järjestäytymään itsestään pisarassa ja järjestäytymään säännölliseen järjestykseen. Tämän ainutlaatuisen kokoonpanon avulla voit luoda tehosteita, kuten virtausta ilman kitkaa, huolimatta superfluiditeetista.
Tämä avaa oven todella outoille kvanttiefekteille. Yksi kvanttikäyttäytymisen keskeisistä säännöistä, Heisenbergin epävarmuusperiaate, sanoo, että on mahdotonta tietää sekä hiukkasen sijaintia että liikemäärää absoluuttisella tarkkuudella. Nyt kun Bose-Einstein-kondensaattiatomit eivät enää liiku, niiden koko vauhti on kuitenkin tiedossa. Tämä saa atomien paikat muuttumaan niin epävarmoiksi, että paikat, joissa ne voisivat olla, ovat pinta-alaltaan suurempia kuin atomien välinen tila.
Fyysikot haluavat nyt käyttää 2D-superkiinteää järjestelmäänsä tutkiakseen kaikkia ominaisuuksia, jotka johtuvat tämän ylimääräisen ulottuvuuden läsnäolosta. He aikovat esimerkiksi tutkia pyörteitä, jotka syntyvät ja juuttuvat ryhmän pisaroiden väliin, varsinkin kun nämä pyörivien atomien pyörteet voivat, ainakin teoriassa, kiertyä loputtomasti.
Se myös tuo tutkijat askeleen lähemmäksi varhaisten teorioiden, kuten Grossin teorian, ennustamia kolmiulotteisia superkovia kappaleita ja jopa niitä "vieraampia" ominaisuuksia, joita niillä saattaa olla.
Lue myös:
- MTI:n löytö voi tarjota uutta tietoa antimateriasta universumissa
- CERN: Subatomiset hiukkaset siirtyvät aineesta antiaineeksi