Физики впервые смогли перемешать сверхтвердое квантовое вещество

Теория, которая существует более 50 лет, получила свое подтверждение. Вот что показал новый эксперимент.
 Кристаллические структуры внутри сверхтвёрдых тел
Кристаллические структуры внутри сверхтвёрдых телИсточник: sciencealert

Ученые из Университета Инсбрука и Института квантовой оптики и квантовой информации Австрийской академии наук сообщили, что впервые смогли перемешать «супертвердое тело». Это экзотическая разновидность материи, которая одновременно может быть как твердой, так и текучей (жидкой). Новый эксперимент доказал двойственную природу данного квантового вещества — его опубликовали в научном журнале Nature.

В обычной жизни мы можем наблюдать три состояния материи: твердое, жидкое и газообразное. Также существует четвертое и очень редкое — плазменное. Однако физики уже давно изучают так называемые «экзотические» состояния материи, которые возникают при невероятно высоких уровнях энергии или при экстремально низких температурах, приближенных к абсолютному нулю (-273,15 градуса по Цельсию).

Моделирование квантовых вихрей в сочетании с экспериментальными данными
Моделирование квантовых вихрей в сочетании с экспериментальными даннымиИсточник: sciencealert

Более 50 лет назад ученые предположили, что существуют тела, способные одновременно вести себя и как твердый материал, и как жидкость. Теперь же достоверно известно, что в экстремальных условиях материя начинает вести себя совсем не так, как мы привыкли. Жидкости и газы могут оказывать большее или меньшее сопротивление потоку, которое измеряется вязкостью. Что касается сверхтекучей жидкости, то эта чрезвычайно холодная экзотическая материя обладает нулевой вязкостью. Теоретически, если такую жидкость перемешать в стакане, она сможет циркулировать бесконечно, не замедляясь.

Ранее ученые смогли визуализировать кристаллическую структуру «твердой» сущности квантовых тел, но их сверхтекучие свойства уловить не получалось. В новом исследовании специалисты объединили теорию с практикой и смогли создать и наблюдать за вихрями в дипольных сверхтвердых телах. Используя магнитные поля, физики осторожно вращали супертвердое тело, что вызвало в нем квантовые вихри, доказывающие сверхтекучие способности. Сообщается, что эксперимент длился год, его итоги позволят изучать свойства всевозможных квантовых объектов, даже нейтронные звезды.

Ранее ученые научились превращать тепло человеческого тела в электроэнергию. Это позволит сделать более экологичными потребительскую электронику, носимые устройства и даже электромобили.