Գերհոսուն պինդ նյութ

Գերհոսուն պինդ նյութ (անգլ.՝ Supersolid), քվանտային հեղուկի ջերմադինամիկական վիճակ, որն իրենից ներկայացնում է գերհոսուն հեղուկի հատկություններով պինդ մարմին։

ՀատկություններԽմբագրել

Երբ քվանտային հեղուկը (Բոզե-Այնշտայնի կոնդենսատ) սառչում է մինչև որոշակի ջերմաստիճան, այն ձեռք է բերում գերհոսունության հատկություններ (մասնավորապես՝ զրոյական մածուցիկություն, այսինքն՝ շփման բացակայությունՔվանտային բյուրեղների գերհոսունության հնարավորությունը կանխատեսել էին դեռ 1969 թվականին Անդրեևը և Լիֆշիցը, ինչպես նաև Չեստերն ու Լեգետը՝ անկախ նախորդներից, բայց փորձնականորեն պինդ հելիումի հատկությունների մեջ որևէ անոմալիա չեն հայտնաբերվել։ Միայն 2004 թվականին, Փենսիլվանիայի համալսարանից Մոզես Չանը և Յուն Շոն Քիմը, փորձարկումներ են կատարել պինդ հելիումով ծակոտկեն ապակիով լցված պտտվող ճոճանակով, հայտնաբերել են իներցիայի ոչ դասական մոմենտ, որը մեկնաբանվել է որպես բյուրեղի մի մասի անցում գերհոսուն վիճակ[1]։

Այս աշխատանքը խթանել է մի շարք փորձարարական ուսումնասիրություններ, բայց միանշանակ ըմբռնում դեռ չկա։ Առկա փորձարարական տվյալները ցույց են տվել, որ պինդ հելիումի անոմալ վարքը պայմանավորված է բյուրեղում առկա անկանոնությամբ, որի ամենահավանական պատճառներն են վականսիաները և դիսլոկացիաները, միջհատիկային սահմանները, ապակու կամ հեղուկ ֆազերը։

Հետագա փորձերը ցույց են տվել, որ հայտնաբերված էֆեկտի մեկնաբանությունը, որպես պինդ հելիումի գերհոսունության վիճակի անցում, սխալական է եղել[2][3]։

2009 թվականին Բերքլի քաղաքում Կալիֆոռնիայի համալսարանի ֆիզիկոսները ստացել են ռուբիդիումի գազ՝ պինդ մարմնի գերհեղուկ վիճակում[4]։

Գիտական հոդվածներում «supersolid» տերմինը (բառացիորեն՝ գերպինդ) նկարագրում է ոչ թե պինդ մարմինը, այլ ավելի շուտ, գերհոսունություն ունեցող բյուրեղը։ Տրված դեպքում գազային ռուբիդիումը բաշխվել է օպտիկական ցանցի դաշտի կողմից առաջացած բջիջների վրա, այսինքն՝ ատոմները ստիպված են եղել բյուրեղ կազմել՝ ըստ էության մնալով նոսր գազ։

Այս նվաճումը հանդիսացել է Բոզեի վիճակագրության և ֆազային անցումների ուսումնասիրման հաջորդ քայլը, քանի որ նախկինում եղել են միայն տեսական աշխատանքներ, որոնք միայն ենթադրել են նյութի նման վիճակի հնարավորությունը։

Հաշվի առնելով, որ այս փորձում օպտիկական ցանցի պարամետրերը հեշտ է վերահսկել, հետազոտողները ստացել են բերել հարմար փորձնական մեթոդ՝ ուսումնասիրելու Բոզեի գազի ֆազային վիճակները բազմաթիվ պարամետրերի տարբեր արժեքներով՝ գազի խտություն, ցանցի կայունություն և ատոմների միջև փոխազդեցության ուժը։ Սա կարող է օգնել բացատրել բարձր ջերմաստիճանային գերհաղորդականությունը և այլ երևույթներ, երբ մեխանիզմի մասով դեռևս վերջնական լուծում չկա, և չնայած, որ շատ տեսական ենթադրություններ են արվել, ուղղակի ստուգման հուսալի մեթոդներ չեն եղել։

ԳրականությունԽմբագրել

Արտաքին հղումներԽմբագրել

ԾանոթագրություններԽմբագրել

  1. E. Kim and M. H. W. Chan Probable Observation of a Supersolid Helium Phase(անգլ.) // Nature. — 2004. — Т. 427. — № 6971. — С. 225—227. — doi:10.1038/nature02220 — Bibcode2004Natur.427..225K — PMID 14724632.
  2. Duk Y. Kim, Moses H. W. Chan Absence of supersolidity in solid helium in porous Vycor glass. — 30.07.2012. — 1207.7050
  3. Сафин Д. (2012-10-18)։ «Сообщения о сверхтекучести твёрдого гелия оказались ошибочными»։ Компьюлента։ Արխիվացված է օրիգինալից 2012-10-19-ին։ Վերցված է 2012-10-19 
  4. Физики обнаружили сверхтекучесть твердого рубидия//Lenta.ru