Na re tla ke re tsebe maemo ohle a taba? Bakeng sa tse tharo, makholo a mahlano

Selemong se fetileng, mecha ea litaba e ile ea jala boitsebiso ba hore “ho hlahile mofuta oa taba,” o ka bitsoang o thata ka ho fetesisa kapa, ka mohlala, o loketseng haholoanyane, le hoja e se oa Sepolishe, o thata ka ho fetisisa. Ho tsoa ho li laboratori tsa bo-rasaense Setsing sa Theknoloji sa Massachusetts, ke mofuta oa ho hanyetsana o kopanyang thepa ea lintho tse tiileng le tse matla haholo - i.e. metsi a nang le zero viscosity.

Litsebi tsa fisiks li kile tsa bolela esale pele hore ho na le motho ea nang le matla a phahametseng tlhaho, empa ho fihlela joale ha ho letho le tšoanang le fumanoeng laboratoring. Liphetho tsa thuto ea bo-rasaense ba Setsi sa Theknoloji sa Massachusetts li ile tsa hatisoa koranteng ea Nature.

"Sehlahisoa se kopanyang boleng bo feteletseng le thepa e tiileng ha se na kelello," moeta-pele oa sehlopha Wolfgang Ketterle, moprofesa oa fisiks ho MIT le mohapi oa Moputso oa Nobel oa 2001, o ngotse pampiring.

Ho utloisisa mofuta ona o hanyetsanang oa taba, sehlopha sa Ketterle se ile sa fetola motsamao oa liathomo boemong bo tiileng ka mokhoa o mong o ikhethang o bitsoang Bose-Einstein condensate (BEC). Ketterle ke e mong oa ba sibolotseng BEC, e ileng ea mo fa Khau ea Nobel ea Fisiks.

"Phephetso e ne e le ho eketsa ho hong ho condensate e neng e tla etsa hore e fetohe sebopeho se kantle ho 'sefi sa athomo' le ho fumana litšobotsi tsa ntho e tiileng," Ketterle a hlalosa.

Sehlopha sa bafuputsi se sebelisitse maballo a laser ka phaposing ea vacuum e phahameng haholo ho laola motsamao oa liathomo ka har'a condensate. Li-lasers tsa mantlha li ile tsa sebelisoa ho fetola halofo ea liathomo tsa BEC hore e be sekhahla se fapaneng sa spin kapa quantum. Kahoo, mefuta e 'meli ea li-BEC e entsoe. Ho fetisoa ha liathomo pakeng tsa li-condensate tse peli ka thuso ea mahlaseli a laser a eketsehileng ho ile ha baka liphetoho tsa spin.

Ketterle o itse: "Li-lasers tse ling li fane ka liathomo ka matlafatso e eketsehileng bakeng sa ho kopanya li-spins-orbit. Ntho e hlahisoang ke eona, ho latela se boletsoeng esale pele ke litsebi tsa fisiks, e ne e lokela hore ebe e ne e le "superhard", kaha li-condensate tse nang le liathomo tse kopantsoeng ka har'a potoloho ea spin li ne li tla khetholloa ka "density modulation" e ikemetseng. Ka mantsoe a mang, density of matter e ne e tla khaotsa ho lula e le teng. Ho e-na le hoo, e tla ba le mokhoa oa mohato o tšoanang le o tiileng oa crystalline.

Lipatlisiso tse ling mabapi le lisebelisoa tse matla haholo li ka lebisa kutloisisong e ntle ea thepa ea li-superfluids le li-superconductors, tse tla ba tsa bohlokoa bakeng sa phetisetso e nepahetseng ea matla. Superhards e kanna ea ba senotlolo sa ho nts'etsapele limatlase le li-sensor tse betere.

Ha se maemo a ho kopanya, empa mekhahlelo

Na boemo bo thata haholo ke ntho? Karabo e fanoeng ke fisiks ea kajeno ha e bonolo hakaalo. Re hopola ho tloha sekolong hore boemo ba 'mele ba lintho ke mokhoa o ka sehloohong oo ntho e leng ho oona le ho etsa qeto ea hore na lintho tsa motheo tsa 'mele ke tsa mofuta ofe. Litšobotsi tsa ntho li laoloa ke tlhophiso le boitšoaro ba limolek'hule tsa eona. Karohano e tloaelehileng ea linaha tsa lekholong la boXNUMX la lilemo e khetholla linaha tse tharo tse joalo: tse tiileng (tse tiileng), mokelikeli (mokelikeli) le khase (khase).

Leha ho le joalo, hajoale, mohato oa taba o bonahala e le tlhaloso e nepahetseng haholoanyane ea mefuta ea ho ba teng ha taba. Thepa ea 'mele libakeng ka bomong e itšetlehile ka tlhophiso ea limolek'hule (kapa liathomo) tseo 'mele ena e entsoeng ka tsona. Ho latela pono ena, karohano ea khale ea ho bokellana ke ’nete bakeng sa lintho tse itseng feela, kaha lipatlisiso tsa saense li bontšitse hore seo pele se neng se nkoa e le boemo bo le bong ba ho bokellana ha e le hantle se ka aroloa ka mekhahlelo e mengata ea ntho e fapaneng ka tlhaho. tlhophiso ya karoloana. Ho na le maemo ao limolek'hule 'meleng o le mong li ka hlophisoang ka tsela e fapaneng ka nako e le 'ngoe.

Ho feta moo, ho ile ha fumaneha hore linaha tse tiileng le tsa metsi li ka phethahala ka litsela tse sa tšoaneng. Palo ea mekhahlelo ea taba tsamaisong le palo ea mefuta e matla (mohlala, khatello, mocheso) e ka fetoloang ntle le phetoho ea boleng ba tsamaiso e hlalosoa ke molao-motheo oa mohato oa Gibbs.

Phetoho mokhahlelong oa ntho e ka hloka phepelo kapa ho amoheloa ha matla - ebe palo ea matla a phallang e tla lekana le boima ba ntho e fetolang mohato. Leha ho le joalo, liphetoho tse ling tsa mekhahlelo li etsahala ntle le tlhahiso ea matla kapa tlhahiso. Re fihlela qeto mabapi le phetoho ea mohato motheong oa phetoho ea mehato ka bongata bo hlalosang 'mele ona.

Lihlopheng tse pharalletseng tse phatlalalitsoeng ho fihlela joale, ho na le linaha tse kopaneng tse ka bang makholo a mahlano. Lintho tse ngata, haholo-holo tseo e leng motsoako oa metsoako ea lik'hemik'hale tse fapaneng, li ka ba teng ka nako e le 'ngoe ka mekhahlelo e' meli kapa ho feta.

Hangata fisiks ea sejoale-joale e amohela mekhahlelo e 'meli - e metsi le e tiileng,' me karolo ea khase e le e 'ngoe ea maemo a mokelikeli. Ea ho qetela e kenyelletsa mefuta e fapaneng ea plasma, karolo e seng e boletsoe ea supercurrent, le maemo a mang a mangata a taba. Mekhahlelo e tiileng e emeloa ke mefuta e fapaneng ea kristale, hammoho le mofuta oa amorphous.

Topological zawiya

Litlaleho tsa "aggregate states" kapa likarolo tse thata ho hlalosa tsa lisebelisoa esale e le letoto la litaba tsa mahlale lilemong tsa morao tjena. Ka nako e ts'oanang, ho abela lintho tse ncha tse sibolotsoeng ho e 'ngoe ea lihlopha ha ho bonolo kamehla. Ntho e thata ka ho fetisisa e hlalositsoeng pejana e ka 'na eaba ke mohato o tiileng, empa mohlomong litsebi tsa fisiks li na le maikutlo a fapaneng. Lilemong tse 'maloa tse fetileng ka laboratoring ea univesithi

Ka mohlala, Colorado, dropleton e entsoe ho tloha likarolong tsa gallium arsenide - ntho e metsi, ntho e tiileng. Ka 2015, sehlopha sa machaba sa bo-ramahlale se etelletsoeng pele ke setsebi sa k'hemistri Cosmas Prasides Univesithing ea Tohoku Japane se phatlalalitse ho sibolloa ha boemo bo bocha ba taba bo kopanyang thepa ea insulator, superconductor, tšepe le makenete, e e bitsang tšepe ea Jahn-Teller.

Ho boetse ho na le linaha tse kopaneng tsa "hybrid" tse kopaneng. Ka mohlala, khalase ha e na sebopeho sa kristale, kahoo ka linako tse ling e hlalosoa e le "supercooled" mokelikeli. Ho feta moo - likristale tsa metsi tse sebelisoang lipontšong tse ling; putty - silicone polymer, polasetiki, elastic kapa esita le brittle, ho itšetlehile ka sekhahla sa deformation; mokelikeli o matla haholo, o itšebetsang (hang ha o qala, ho phalla ho tla tsoela pele ho fihlela phepelo ea metsi ka khalase e ka holimo e felile); Nitinol, motsoako oa mohopolo oa nickel-titanium, o tla otloloha moeeng o futhumetseng kapa mokelikeli ha o kobehile.

Sehlopha se ntse se rarahana le ho feta. Theknoloji ea morao-rao e hlakola meeli pakeng tsa maemo a taba. Ho ntse ho sibolloa lintho tse ncha. Bahapi ba Moputso oa Nobel ka 2016 - David J. Thouless, F. Duncan, M. Haldane le J. Michael Kosterlitz - ba ile ba kopanya mafatše a mabeli: taba, e leng sehlooho sa fisiks, le topology, e leng lekala la lipalo. Ba ile ba hlokomela hore ho na le liphetoho tse sa tloaelehang tsa mekhahlelo tse amanang le bokooa ba topological le mekhahlelo e sa tloaelehang ea taba - mekhahlelo ea topological. Sena se ile sa lebisa ho sehlohlolong sa mosebetsi oa liteko le oa likhopolo-taba. Leqhoa lena le ntse le phalla ka lebelo le leholo haholo.

Batho ba bang ba boetse ba bona lisebelisoa tsa XNUMXD e le boemo bo bocha, bo ikhethang ba taba. Re tsebile mofuta ona oa nanonetwork - phosphate, stanene, borophene, kapa, qetellong, graphene e tummeng - ka lilemo tse ngata. Bahapi ba Moputso oa Nobel ba boletsoeng esale pele ba kentse letsoho, haholo-holo, tlhahlobisong ea thuto ea motheo ea lisebelisoa tsena tsa lera le le leng.

Saense ea khale ea maemo a taba le mekhahlelo ea taba e bonahala e tsoa hole. Ho feta seo re ntseng re ka se hopola ho tsoa lithutong tsa fisiks.