Un grup de cercetători din Massachusetts au obținut o substanță superfluidă cu un câmp magnetic extrem de puternic
Fizicienii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT) au obținut pentru prima dată gazul superfluid, așa-numitul condens Bose-Einstein, într-un câmp magnetic extrem de puternic. În cursul experimentului, a fost utilizat un câmp magnetic sintetic generat utilizând fascicule laser - de 100 de ori mai puternic decât cei mai puternici magneți din lume. În acest câmp magnetic, cercetătorii au reușit să mențină superfluiditatea gazelor într-o zecime de secundă - suficient de lungă pentru ca aceasta să fie investigată.
Suprafluiditatea este faza unei substanțe care este specifică numai anumitor lichide sau gaze, atunci când acestea sunt răcite la temperaturi ultraviolete. Când temperatura atinge zero absolut, atomii se opresc în mișcare de-a lungul traiectoriilor individuale și încep să se miște împreună ca un val.
Este reprezentat faptul că substanțele superfluide pot curge pentru o perioadă infinită de timp fără pierderi de energie, precum și cu electroni într-un superconductor. Observarea comportamentului substanțelor superfluide poate ajuta oamenii de știință să îmbunătățească calitatea magneților și senzorilor supraconductori și să dezvolte metode eficiente de transport al energiei electrice.
Dar substanțele superfluide sunt instabile și pot intra instantaneu într-o fază diferită, dacă nu mențin o temperatură ultravioletă sau nu localizează atomi. Echipa MIT a combinat diferite tehnologii pentru crearea de temperaturi extrem de scăzute pentru a obține și a reține gazul superfluid pentru o perioadă suficientă de timp pentru observația sa în câmpurile magnetice sintetice de super-putere.
"Aruncarea la extreme este calea spre descoperire", spune șeful grupului de cercetare Wolfgang Ketterle. "Folosim atomi super-rece pentru a planifica și înțelege comportamentul materialelor care nu au fost încă create". În acest sens, suntem înaintea naturii ".
Atunci când particulele încărcate sunt expuse acțiunii câmpurilor magnetice, traiectoriile lor au tendința de a avea orbite circulare. Cu toate acestea, pentru a deține electroni la scară microscopică a unui material cristalin, este necesar ca un câmp magnetic să fie de 100 de ori mai puternic decât cel atins de cei mai puternici magneți.
Cercetătorii s-au întrebat dacă acest lucru ar putea fi aplicat atomilor super-rece din rețeaua optică. Deoarece atomii super-rece nu sunt încărcați, cum ar fi electronii, și sunt particule neutre, câmpul lor magnetic nu afectează traiectoria lor.
Pe o latură plană, atomii se pot mișca cu ușurință de la un loc la altul. Cu toate acestea, pe o rețea înclinată, atomii trebuie să contracareze forța gravitației. În acest caz, atomii se pot deplasa numai cu ajutorul fasciculelor laser.
Utilizând raze laser, grupul a reușit să obțină o orbită de atomi cu o rază de până la două celule lattice, identică cu modul în care particulele se puteau mișca într-un câmp magnetic foarte puternic.
Cercetătorii au reușit să mențină gazul superfluid într-o zecime de secundă. În acest timp, grupul a făcut poze cu privire la distribuția atomilor pentru a fixa topologia sau forma de materie superfluidă. Aceste imagini arată, de asemenea, structura câmpului magnetic - ceva cunoscut, dar nu a fost observat niciodată direct în această zi.
Acest studiu a fost finanțat de Fundația Națională pentru Științe, de Oficiul de Cercetare Științifică al Forțelor Aeriene și de Administrația de Cercetare a Armatei Statelor Unite.
Articole similare
-
Ciuperci de Paște - un ochi al portalului informațional-informatic al planetei
-
Cum proștii sunt prost - ochiul portalului informațional-portal analitic
Trimiteți-le prietenilor: