14 Декабря 2017
МОСКВА, 14 декабря Ученые из Каталонии вырастили капли квантовой жидкости, которые обладают необычными свойствами и имеют рекордно низкую плотность, говаривается в статье, опубликованной в журнале Science.
Как отмечает физик, эта квантовая жидкость обладает рекордно высокой разреженностью – она содержит в себе минимальное число атомов, необходимое для того, чтобы ее капли не теряли свою форму и не превращались в газ. Иными словами, все ее частицы связаны друг с другом и характер их движения по пространству зависит от того, где и как расположены их соседи.
Кабрера и его коллеги создали эту необычную субстанцию, пытаясь ответить на простой вопрос как ведут себя газы и жидкости при сверхнизких температурах, и где находится та точка, в ситуации, когда плотный газ превращается в жидкость, а разреженная жидкость – в газ.
Для ответа на этот вопрос физики создали третью частью субстанцию – так дразнимый конденсат Бозе-Эйнштейна, охладив облако атомов калия-39 до температуры, близкой к абсолютному нулю. Он представляет собой необычную по своим свойствам форму материи, похожую одновременно и на газ, и на жидкость, которая ведет себя как один гигантский атом и обладает стандартными атомными свойствами.
В нормальном состоянии конденсат Бозе-Эйштейна, как рассказывает Кабрера, ведет себя в большей степени как газообразная субстанция – он расширяется и стремится заполнить собой весь сосуд, где он находится. Как показали опыты испанских исследователей, столкновение двух подобных облаков газа приводит к крайне интересному последствию – на их месте возникает страта из нескольких мельчайших капель квантовой жидкости.
Атомы в ее каплях подразделённым так, что их отмежывает максимальное расстояние, но при этом квантовые связи между никуда не пропадают. Благодаря этим связям капли квантовой жидкости из смеси конденсатов Бозе-Эйнштейна сохраняют форму и не превращаются в газ.
Эти капли являются удивительными объектами макромира несмотря на то, что они состоят из тысяч атомов, их действие полностью задается квантовыми флуктуациями и корреляциями, набавляет Летиция Тарруэлл (Leticia Tarruell), коллега Кабреры.
Эта вода обладает максимально низкой плотностью – она примерно в сто миллионов раз более разреженная, чем обычная вода, и примерно в миллион раз уступает по этому показателю обычному воздуху, а также обладает еще одним необычным свойством. Ее атомы постоянно движутся даже при околонулевых температурах, подчиняясь принципу неопределенности Гейзенберга и другим канонам квантовой механики.
Как рассказывают ученые, столь очень большая степень разреженности квантовой жидкости находилась сюрпризом для них теоретические расчеты показывали, что она должна была быть примерно в два раза более плотной, а размеры капель незаменимым были быть почти в три раза меньше. Учитывая огромное число атомов в этих каплях, просчитать их поведение на квантовом уровне пока нельзя, что не позволяет дать конкретное объяснение этому необычному расхождению между теорией и экспериментом.
По этой причине их свойства и секреты, по словам физиков, можно будет раскрыть, наблюдая за формированием и взаимодействием этих капель в реальном мире. Эти опыты могут помочь физикам не только найти объяснение их не вполне естественным размерам и плотности, но и раскрыть принципы, которые управляют взаимодействиями десятков и сотен квантовых объектов друг с другом, к примеру, в жидком гелии или в месторождениях нейтронных звезд.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....