Գերհոսուն պինդ նյութ
Գերհոսուն պինդ նյութ (անգլ.՝ Supersolid), քվանտային հեղուկի ջերմադինամիկական վիճակ, որն իրենից ներկայացնում է գերհոսուն հեղուկի հատկություններով պինդ մարմին։
Հատկություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
Երբ քվանտային հեղուկը (Բոզե-Այնշտայնի կոնդենսատ) սառչում է մինչև որոշակի ջերմաստիճան, այն ձեռք է բերում գերհոսունության հատկություններ (մասնավորապես՝ զրոյական մածուցիկություն, այսինքն՝ շփման բացակայություն)։ Քվանտային բյուրեղների գերհոսունության հնարավորությունը կանխատեսել էին դեռ 1969 թվականին Անդրեևը և Լիֆշիցը, ինչպես նաև Չեստերն ու Լեգետը՝ անկախ նախորդներից, բայց փորձնականորեն պինդ հելիումի հատկությունների մեջ որևէ անոմալիա չեն հայտնաբերվել։ Միայն 2004 թվականին, Փենսիլվանիայի համալսարանից Մոզես Չանը և Յուն Շոն Քիմը, փորձարկումներ են կատարել պինդ հելիումով ծակոտկեն ապակիով լցված պտտվող ճոճանակով, հայտնաբերել են իներցիայի ոչ դասական մոմենտ, որը մեկնաբանվել է որպես բյուրեղի մի մասի անցում գերհոսուն վիճակ[1]։
Այս աշխատանքը խթանել է մի շարք փորձարարական ուսումնասիրություններ, բայց միանշանակ ըմբռնում դեռ չկա։ Առկա փորձարարական տվյալները ցույց են տվել, որ պինդ հելիումի անոմալ վարքը պայմանավորված է բյուրեղում առկա անկանոնությամբ, որի ամենահավանական պատճառներն են վականսիաները և դիսլոկացիաները, միջհատիկային սահմանները, ապակու կամ հեղուկ ֆազերը։
Հետագա փորձերը ցույց են տվել, որ հայտնաբերված էֆեկտի մեկնաբանությունը, որպես պինդ հելիումի գերհոսունության վիճակի անցում, սխալական է եղել[2][3]։
2009 թվականին Բերքլի քաղաքում Կալիֆոռնիայի համալսարանի ֆիզիկոսները ստացել են ռուբիդիումի գազ՝ պինդ մարմնի գերհեղուկ վիճակում[4]։
Գիտական հոդվածներում «supersolid» տերմինը (բառացիորեն՝ գերպինդ) նկարագրում է ոչ թե պինդ մարմինը, այլ ավելի շուտ, գերհոսունություն ունեցող բյուրեղը։ Տրված դեպքում գազային ռուբիդիումը բաշխվել է օպտիկական ցանցի դաշտի կողմից առաջացած բջիջների վրա, այսինքն՝ ատոմները ստիպված են եղել բյուրեղ կազմել՝ ըստ էության մնալով նոսր գազ։
Այս նվաճումը հանդիսացել է Բոզեի վիճակագրության և ֆազային անցումների ուսումնասիրման հաջորդ քայլը, քանի որ նախկինում եղել են միայն տեսական աշխատանքներ, որոնք միայն ենթադրել են նյութի նման վիճակի հնարավորությունը։
Հաշվի առնելով, որ այս փորձում օպտիկական ցանցի պարամետրերը հեշտ է վերահսկել, հետազոտողները ստացել են բերել հարմար փորձնական մեթոդ՝ ուսումնասիրելու Բոզեի գազի ֆազային վիճակները բազմաթիվ պարամետրերի տարբեր արժեքներով՝ գազի խտություն, ցանցի կայունություն և ատոմների միջև փոխազդեցության ուժը։ Սա կարող է օգնել բացատրել բարձր ջերմաստիճանային գերհաղորդականությունը և այլ երևույթներ, երբ մեխանիզմի մասով դեռևս վերջնական լուծում չկա, և չնայած, որ շատ տեսական ենթադրություններ են արվել, ուղղակի ստուգման հուսալի մեթոդներ չեն եղել։
Գրականություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
- E. Kim, M. H. W. Chan. Probable observation of a supersolid helium phase // Nature, 2004 թվական, հատոր 427, էջ 225-227.
- M. Vengalattore, J. Guzman, S. Leslie, F. Serwane, D. M. Stamper-Kurn. Periodic spin textures in a degenerate F=1 Rb spinor Bose gas // Physical Review A, 2010 թվական, հատոր 81, էջ 053612 [6 էջեր]։ Տես նաև в архиве препринтов.
- A. B. Kuklov, N. V. Prokof’ev, B. V. Svistunov. Trend: How Solid is Supersolid? // Physics, 2011թվական, հատոր 4, էջ109։
Արտաքին հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
- P. Ball. Glimpse of a new type of matter // Nature News, 15 հունվար, 2004 թվական։
- J. Gyekis What is a supersolid? // Փենսիլվանիայի պետական համալսարան։
Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
- ↑ E. Kim and M. H. W. Chan Probable Observation of a Supersolid Helium Phase(անգլ.) // Nature. — 2004. — Т. 427. — № 6971. — С. 225—227. — — — PMID 14724632.
- ↑ Duk Y. Kim, Moses H. W. Chan Absence of supersolidity in solid helium in porous Vycor glass. — 30.07.2012. —
- ↑ Сафин Д. (2012 թ․ հոկտեմբերի 18). «Сообщения о сверхтекучести твёрдого гелия оказались ошибочными». Компьюлента. Արխիվացված է օրիգինալից 2012 թ․ հոկտեմբերի 19-ին. Վերցված է 2012 թ․ հոկտեմբերի 19-ին.
- ↑ Физики обнаружили сверхтекучесть твердого рубидия//Lenta.ru