Доказательства «суперосновательности» становятся более твердыми

В последние годы никакая тема в физике конденсированного вещества не была более горячей, чем исследование ультрахолодного твердого гелия. Тонкие эксперименты предлагают, чтобы, поскольку температуры опустились к абсолютному нулю, кристаллический гелий может причудливо течь как жидкость без вязкости, явление, известное как суперосновательность. Теперь, новый эксперимент придает правдоподобность тому спорному требованию путем раскрытия возможного второго признака перехода.

Первые доказательства суперосновательности появились в 2003 и 2004. Моисей Чан и Юн-Сен Ким из Университета штата Пенсильвания в Государственном колледже наполнили крошечную банку жидким гелием и сжали ультрахолодный материал к большему, чем атмосферное давление 25 раз, чтобы заставить его укрепиться. Они тогда устанавливают банку, крутящую назад и вперед поверх тонкой шахты.

Ниже температуры приблизительно 0,2 kelvin — 2/10 градуса выше абсолютного нуля — частота скручивания, поднятого, как будто банка стала менее крупной. Это подразумевало, что часть гелия отпустила банки и стояла неподвижно, в то время как остальная часть его продолжала крутить назад и вперед.

Это в свою очередь предположило, что твердый гелий тек через себя без любого сопротивления, явление, известное как суперосновательность, предполагавшаяся в 1960-х (Наука, 1 июля 2005, p. 38).Но некоторые полагали, что Ким и Чан наблюдали менее — таинственный «супержидкий» жидкий гелий, направляющийся через подобные трещине дефекты в кристалле. Та альтернативная интерпретация получила впрыскивание наркотика в 2006, когда Энн Софи Риттнер и Джон Реппи из Корнелльского университета утверждали, что они, также, видели явление, но могли заставить его уйти путем нежного нагревания и охлаждения твердого гелия для смягчения дефектов в кристалле (ScienceNOW, 15 марта 2006).

Теперь, у Чана и коллег Си Линя и Энтони Кларка есть новые результаты, предполагающие, что суперосновательность может быть свойством твердого кристалла, в конце концов. Если бы это было верно, то начало суперосновательности должно быть «термодинамическим переходом фазы», во многом как замораживание воды в лед или появление магнетизма в горячем железе, как это охлаждается. Во время таких переходов теплоемкость материала — количество тепла, требуемое повысить температуру материала — увеличивается существенно. И это — то, что Чан и коллеги видят в твердом гелии, сообщают они на этой неделе по своей природе.

Технически, это не было никаким маленьким подвигом. Теплоемкость гелия намного меньше, чем тот из металлического контейнера, держащего его. Таким образом для определения пика исследователи должны были использовать специальный контейнер, вылепленный из кремния, и принять меры предосторожности для предотвращения любых неучтенных утечек тепла. Канал предостерегает, что бригада еще не доказала, что сигнал теплоемкости, фактически происходящий при немного более низкой температуре, чем начало потока, связывается с суперосновательностью, как бы то ни было. «Вот почему мы используем ‘вероятное’ слово», говорит он, «в случае, если существует другое объяснение».

Но если пик действительно там, он поддерживает случай, что суперосновательность включает реальный переход фазы, говорит экспериментатор Норберт Мулдерс из университета Делавэра, Ньюарка. Однако он добавляет, «У меня есть довольно хорошая идея того, насколько трудный эти измерения, таким образом, она, вероятно, взяла бы [подтверждение] некоторый конкурирующий эксперимент для полного убеждения меня».


Добавить комментарий