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

Într-un mediu superfluid nu există limită de viteză

Autor: Adrian Popovici 10.04.2020
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

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

Cele mai noi articole
A murit Diego Maradona. Legendarul fotbalist a suferit un stop cardiorespirator
A murit Diego Maradona. Legendarul fotbalist a suferit un stop cardiorespirator
Când va renunța Firefox la Adobe Flash?
Când va renunța Firefox la Adobe Flash?
Cum arăta prima Dacia 1100 scoasă pe linia de producţie a uzinei de la Mioveni
Cum arăta prima Dacia 1100 scoasă pe linia de producţie a uzinei de la Mioveni
NASA vrea să pună centrale nucleare pe Lună până în 2026
NASA vrea să pună centrale nucleare pe Lună până în 2026
Cercetătorii au reușit, în premieră, inversarea procesului de îmbătrânire umană. Ce fel de terapie au folosit
Cercetătorii au reușit, în premieră, inversarea procesului de îmbătrânire umană. Ce fel de terapie au folosit
Cum au evoluat costumele de baie de-a lungul istoriei. Top 30 de imagini unice
Cum au evoluat costumele de baie de-a lungul istoriei. Top 30 de imagini unice
Imagini rare surprinse în California: O vidră de mare, fotografiată în timp ce încerca să muște dintr-un rechin
Imagini rare surprinse în California: O vidră de mare, fotografiată în timp ce încerca să muște dintr-un rechin
Probleme în astronomie. Cercetătorii nu pot explica ce forțe fac ca stelele să fie fierbinți chiar și după moartea lor
Probleme în astronomie. Cercetătorii nu pot explica ce forțe fac ca stelele să fie fierbinți chiar și după moartea lor
Elon Musk are planuri ambițioase pentru omenire: „Viața pe Marte va începe în domuri de sticlă”
Elon Musk are planuri ambițioase pentru omenire: „Viața pe Marte va începe în domuri de sticlă”
„Frenezie porcină” în Neamț: Imagini nocturne arată o turmă de porci mistreți care se pregătește de iarnă
„Frenezie porcină” în Neamț: Imagini nocturne arată o turmă de porci mistreți care se pregătește de iarnă
Previziuni pentru 2021: Cum anticipează specialiștii că își vor modifica hackerii strategiile de atac
Previziuni pentru 2021: Cum anticipează specialiștii că își vor modifica hackerii strategiile de atac
Avertisment dur de la directorul Institutului Marius Nasta: „Decembrie va fi o lună în care vom plânge mult”
Avertisment dur de la directorul Institutului Marius Nasta: „Decembrie va fi o lună în care vom plânge mult”
Prețul petrolului crește în urma rezultatelor promițătoare ale vaccinurilor împotriva COVID-19
Prețul petrolului crește în urma rezultatelor promițătoare ale vaccinurilor împotriva COVID-19
Cercetătorii suedezi au dezvoltat un nou tip de imunoterapie
Cercetătorii suedezi au dezvoltat un nou tip de imunoterapie
O statuie din bronz impresionantă descoperită în Turcia
O statuie din bronz impresionantă descoperită în Turcia
Caz medical bizar. Medicii au descoperit viermi paraziți care se mișcau în stomacul unui bărbat
Caz medical bizar. Medicii au descoperit viermi paraziți care se mișcau în stomacul unui bărbat
Aterizarea extremă cu un pilot care ieșea pe fereastră chiar a avut loc
Aterizarea extremă cu un pilot care ieșea pe fereastră chiar a avut loc
Un monolit misterios, descoperit în deșertul din SUA: „Cel mai bizar lucru pe care l-am văzut vreodată”
Un monolit misterios, descoperit în deșertul din SUA: „Cel mai bizar lucru pe care l-am văzut vreodată”