在一项重大成就中,物理学家首次在实验室中产生了二维超固体。
这听起来可能令人难以置信的思想,但这是一个壮举的研究人员一直在努力超过50年。 Supersolids是奇怪的材料,其原子在固体的有序结构中排列,但它们可以像超氟一样流动而没有摩擦。
两年前,物理学家成功创建了超olid使用超冷磁原子…,但仅在一维中。现在,一个奥地利研究人员团队首次设法以2D的形式创建了类似水晶的结构。结果将使物理学家能够测试和实验一些最怪异的材料科学科学现象。
物理学家Bruno Laburthe Tolra写道:“为了想象一个超胚膜,请考虑一个浸入液态水中的冰块,没有摩擦水。”在新闻与观看文章中与新论文一起发表在自然今天。
这种奇怪的二元性意味着超olid被称为量子机械。
那是因为,就像其他量子现象一样(思考纠缠或者Schrödinger的猫),超olid状态的颗粒都锁定在刚性的固体结构中,但同时也被脱落,这使它们能够像波浪一样自由流动,在整个固体中无摩擦而无需摩擦。
Supersolivity是1969年首次预测,并且长期以来一直在超流体氦气中进行研究,这被认为是找到具有超氟特性的固体,晶体样结构的证据的最佳候选者。然而,尽管进行了数十年的研究,但氦气的超验证仍然难以捉摸。
最近,研究人员将重点转向了超冷的量子气 - 强烈磁原子的云被冷藏至接近绝对零。这些原子被磁化的事实意味着它们以独特的方式相互作用,从而导致这种奇怪的量子机械状态。
“通常,您会认为每个原子都会在特定的液滴中找到,无法在它们之间找到它们,”物理学家说,参与了新的突破Matthew Norcia来自奥地利因斯布鲁克大学。
“但是,在超olid状态下,每个液滴在每个液滴中都被定位,同时存在于每个液滴中。因此,基本上,您拥有一个具有一系列高密度区域(液滴)的系统,这些系统都共享相同的分离原子。”
奥地利团队由因斯布鲁克大学和奥地利科学院的量子物理学家弗朗西斯·费拉诺(Francesca Ferlaino)领导几个沿一个维度创建一串液滴表现出超验证性 早在2019年,他们需要调整磁性模型,以创建一个2D版本,并使用两个或更多行的液滴。
这项最新的成就打开了他们可以使用这些奇怪的气体云研究的现象。
“例如,在二维超滤膜系统中,可以研究几个相邻液滴之间的孔中涡流的形成方式,”诺西亚说。
“从理论中描述的这些涡流尚未得到证明,但它们代表了超流体的重要结果。”
关于这种奇怪的Supersolid量子气还有很多要了解的东西。例如,研究人员不确定他们是否可以制造更大的超胚膜,因为物质的状态对他们创建的磁陷阱非常敏感。
但是,就目前而言,该团队设法创建了第2D超olid的事实本身就是一项巨大的壮举,这将不可避免地会使人们对这种怪异的物质以及管理我们现实的无形量子力量有更深入的了解。