Home » Știință » Într-un mediu superfluid nu există limită de viteză

Într-un mediu superfluid nu există limită de viteză

Într-un mediu superfluid nu există limită de viteză
Cercetătorii sunt de părere că au descoperit motivul care explică această situație neobișnuită. Credit foto: Pixabay
Publicat: 04.10.2020

Cercetătorii sunt de părere că au descoperit motivul care explică această situație neobișnuită.

În mediul rece și dens al unui superfluid de heliu-3, oamenii de știință au făcut recent o descoperire neașteptată: un obiect străin care călătorește prin acest mediu ar putea depăși o limită critică de viteză fără a distruge echilibrul superfluidului fragil. Deoarece acest lucru contrazice înțelegerea cercetătorilor asupra superfluidității, a prezentat o enigmă importantă pentru aceștia,  dar acum, recreând și studiind fenomenul, fizicienii au aflat ce se află în spatele acestuia. Particulele din superfluid se lipesc de obiect, protejându-l de interacțiunea cu întreg superfluidul, prevenind astfel ruperea acestuia, notează Live Science.

„Superfluidul de heliu-3 se simte ca un vid pentru o tijă care se mișcă prin el, deși este un lichid relativ dens. În interiorul acestuia nu există rezistență”, a spus fizicianul Samuli Autti de la Universitatea Lancaster din Marea Britanie. „Mi se pare foarte interesant acest lucru”.

Superfluidele, domeniul de vârf al fizicii

Superfluidele sunt un tip de fluid care are zero vâscozitate și zero frecare și, prin urmare, curge fără a-și pierde energia cinetică. Acestea pot fi făcute relativ ușor din bosoni ai izotopului heliu-4, care, când sunt răcite la puțin peste zero absolut, încetinesc suficient pentru a se suprapune și a forma un grup de atomi de densitate mare care acționează ca un „super-atom”.

Totuși, acești „superatomi” formează doar un singur tip de superfluid. Un alt tip se bazează pe fermioni, particule care includ elementele de bază ale atomilor, printre care se numără electronii sau quarcii. Când sunt răciți sub o anumită temperatură, fermionii se leagă împreună în ceea ce cercetătorii numesc „perechi Cooper”, fiecare alcătuită din doi fermioni care formează împreună un boson compus.

Aceste perechi Cooper se comportă exact ca bosoni și pot forma astfel un superfluid. Superfluidele sunt destul de fragile, iar perechile Cooper se pot dezintegra dacă un obiect se deplasează prin el peste o anumită viteză, numită „viteza critică Landau”.

Într-un studiu din 2016, cercetătorii de la Universitatea Lancaster au descoperit că o tijă care se deplasa printr-un superfluid de heliu-3 ar putea depăși această viteză fără a sparge perechile Cooper. În experimentele lor de confirmare, au măsurat forța necesară pentru a deplasa tija prin superfluid. Cercetătorii au măsurat o forță extrem de mică când sârma a început să se miște, dar odată ce s-a mișcat, forța necesară pentru a-și continua mișcarea era zero.

„Făcând tija să-și schimbe direcția de mișcare, am putut concluziona că tija va fi ferită de superfluid de particulele legate care o acoperă, chiar și atunci când viteza sa este foarte mare”, a spus fizicianul Ash Jennings de la Universitatea Lancaster.

Studiul a fost publicat în Nature Communications.

Citește și:

Mistere încă neelucidate ale Universului. Teoria câmpului celest

Cercetătorii au construit ”atomi giganți” care pot îmbunătăți computerele cuantice

Au fost observate primele interacțiuni între ”cristalele temporale”, materia care există în patru dimensiuni

Savanţii au măsurat pentru prima dată forţa misterioasă care duce la alinierea cristalelor

Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Iți recomandăm
Cele mai noi articole
Toată viața a crezut că nu are familie, dar un test ADN a dezvăluit 50 de rude din toată lumea
Toată viața a crezut că nu are familie, dar un test ADN a dezvăluit 50 de rude din toată lumea
O echipă de la MIT a conectat bacterii pentru a crea tranzistori vii
O echipă de la MIT a conectat bacterii pentru a crea tranzistori vii
Oamenii antici ar fi dezvoltat un truc remarcabil pentru a supraviețui în ultima eră glaciară
Oamenii antici ar fi dezvoltat un truc remarcabil pentru a supraviețui în ultima eră glaciară
Astronomii ar fi aflat de ce planetele din constelația Orion au orbite înclinate
Astronomii ar fi aflat de ce planetele din constelația Orion au orbite înclinate
O singură arsură solară intensă îți poate schimba sănătatea pentru totdeauna
O singură arsură solară intensă îți poate schimba sănătatea pentru totdeauna
Creșterea dioxidului de carbon din atmosferă modifică sângele oamenilor, arată un studiu
Creșterea dioxidului de carbon din atmosferă modifică sângele oamenilor, arată un studiu
Câinii pot „citi” emoțiile oamenilor. Creierul lor distinge chiar și supărarea
Câinii pot „citi” emoțiile oamenilor. Creierul lor distinge chiar și supărarea
Nostalgia, o emoție negativă. Când dorul de trecut devine o capcană?
Nostalgia, o emoție negativă. Când dorul de trecut devine o capcană?
Mitul vârstei câinilor, spulberat: Cum calculezi corect câți ani are patrupedul tău?
Mitul vârstei câinilor, spulberat: Cum calculezi corect câți ani are patrupedul tău?
O cauză ascunsă a îmbătrânirii ar putea începe chiar în oasele noastre
O cauză ascunsă a îmbătrânirii ar putea începe chiar în oasele noastre
(P) Otoplastia (operația pentru urechi clăpăuge): când e momentul potrivit, cât costă și cum alegi chirurgul
(P) Otoplastia (operația pentru urechi clăpăuge): când e momentul potrivit, cât costă și cum alegi chirurgul
Comerțul cu mumii chiar poate fi „un blestem”. Avertisment asupra riscurilor pentru sănătate
Comerțul cu mumii chiar poate fi „un blestem”. Avertisment asupra riscurilor pentru sănătate
O gaură neagră a declanșat una dintre cele mai puternice explozii stelare observate vreodată
O gaură neagră a declanșat una dintre cele mai puternice explozii stelare observate vreodată
Un nou fenomen meteo, asociat schimbărilor climatice, îngrijorează oamenii de știință
Un nou fenomen meteo, asociat schimbărilor climatice, îngrijorează oamenii de știință
7 destinații ideale pentru cei care preferă turismul sustenabil
7 destinații ideale pentru cei care preferă turismul sustenabil
Cum va fi vremea în ultimele două săptămâni de vară?
Cum va fi vremea în ultimele două săptămâni de vară?
Împăratul Franz Joseph, ultimul mare principe al Transilvaniei
Împăratul Franz Joseph, ultimul mare principe al Transilvaniei
Cum vrea cel mai mare producător de alimente din lume să profite de ascensiunea medicamentelor pentru slăbit
Cum vrea cel mai mare producător de alimente din lume să profite de ascensiunea medicamentelor pentru slăbit