Исследователи из Университета Инсбрука и Института квантовой оптики и квантовой информации Австрийской академии наук создали уникальное квантовое состояние материи — сверхтвердое тело, которое обладает свойствами как твердого тела, так и сверхтекучей жидкости. Это открытие было опубликовано в престижном журнале Nature.
Сверхтвердые тела объединяют в себе характеристики кристаллического твердого состояния и сверхтекучести, демонстрируя одновременно структуру жидкости и твердого тела. Это состояние материи, предсказанное квантовой механикой более полувека назад, напоминает парадокс Шредингера, где одна и та же система проявляет противоположные свойства, объясняет один из ученых.
Ученые создали двумерное сверхтвердое состояние в газе атомов эрбия при ультранизких температурах, что было сложной задачей, впервые успешно решенной ими в 2021 году. Следующим этапом стало создание условий для смешивания этого хрупкого состояния.
В ходе экспериментов исследователи использовали магнитные поля для запуска процесса вращения сверхтвердого тела. В результате этого движения внутри него образовались квантованные вихри, которые являются гидродинамическим признаком сверхтекучести. Эксперимент, продолжавшийся почти год, выявил различные особенности поведения квантованных вихрей, отличные от тех, что наблюдаются в немодулированных сверхтекучих жидкостях.
По словам ученых, их исследование открывает новые перспективы для изучения свойств экзотических квантовых систем, таких как квантовые кристаллы и нейтронные звезды, в лабораторных условиях. Возможность наблюдать подобные явления на Земле может пролить свет на процессы, происходящие в нейтронных звездах и сверхпроводниках, где, как предполагается, также присутствуют сверхтекучие вихри.
Ссылка на источник: https://lenta.ru
