Физики впервые смогли перемешать сверхтвердое квантовое вещество
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).
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.
