Fysikere har skapt det første todimensjonale supersolid i historien - en bisarr fase av materie som samtidig oppfører seg som et fast stoff og en væske.
Supersolid-legemer er materialer hvis atomer er organisert i en regulær periodisk krystallstruktur, men som samtidig er i stand til å flyte for alltid uten å miste kinetisk energi. Til tross for deres interessante egenskaper, som ved første øyekast bryter med mange kjente lover, spådde fysikere dem teoretisk for lenge siden - de dukket først opp som antakelser i arbeidet til fysikeren Eugene Gross tilbake i 1957.
Nå, ved hjelp av lasere og underkjølte gasser, har fysikere endelig forvandlet et supersolid til en todimensjonal struktur, slik at forskere kan avdekke den dypere fysikken bak de mystiske egenskapene til den merkelige fasen av materie. Av spesiell interesse for forskerne er hvordan deres todimensjonale supersolide kropper vil oppføre seg når de roterer i en sirkel, sammen med de små virvlene som vil dukke opp inni dem. Den magnetiske interaksjonen får atomene til å selvorganisere seg i dråpen og ordne seg i en vanlig rekkefølge. Denne unike konfigurasjonen lar deg lage effekter som flyt uten friksjon, til tross for tilstedeværelsen av superfluiditet.
Dette åpner døren for noen virkelig rare kvanteeffekter. En av nøkkelreglene for kvanteatferd, Heisenbergs usikkerhetsprinsipp, sier at det er umulig å vite både posisjonen til en partikkel og dens momentum med absolutt presisjon. Men nå som Bose-Einstein-kondensatatomene ikke lenger beveger seg, er hele momentumet deres kjent. Dette fører til at posisjonene til atomene blir så usikre at stedene de kan okkupere blir større i areal enn rommet mellom atomene selv.
Fysikere ønsker nå å bruke sitt 2D-supersolid-system til å studere alle egenskapene som følger av tilstedeværelsen av denne ekstra dimensjonen. For eksempel planlegger de å studere virvlene som oppstår og setter seg fast mellom dråper i gruppen, spesielt siden disse virvlene av roterende atomer kan, i det minste teoretisk, spiral i det uendelige.
Det bringer også forskere ett skritt nærmere de tredimensjonale, superharde kroppene som ble forutsagt av tidlige teorier som Gross-teorien, og til og med de mer "fremmede" egenskapene de måtte ha.
Les også:
- Oppdagelsen av MTI kan gi ny kunnskap om antimaterie i universet
- CERN: subatomære partikler bytter fra materie til antimaterie