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

Într-un mediu superfluid nu există limită de viteză

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
Explicații despre cazul lui Alexandru Arşinel, vaccinat dar infectat cu COVID
Explicații despre cazul lui Alexandru Arşinel, vaccinat dar infectat cu COVID
Motoarele pe benzină pierd tot mai mult teren în faţa mașinilor electrice şi hibride
Motoarele pe benzină pierd tot mai mult teren în faţa mașinilor electrice şi hibride
Veriga lipsă din istoria alfabetului, posibil descoperită
Veriga lipsă din istoria alfabetului, posibil descoperită
O filmare uimitoare arată primul zbor al lui Ingenuity pe Marte. Cercetătorii de la NASA au avut „pielea de găină”
O filmare uimitoare arată primul zbor al lui Ingenuity pe Marte. Cercetătorii de la NASA au avut „pielea de găină”
Incidentele în care au fost implicate avioanele MiG
Incidentele în care au fost implicate avioanele MiG
Contract militar cu o valoare record între Israel și Grecia
Contract militar cu o valoare record între Israel și Grecia
Surpriza din testament. O dentistă a lăsat moștenire 5 milioane de euro săracilor, însă nimic rudelor
Surpriza din testament. O dentistă a lăsat moștenire 5 milioane de euro săracilor, însă nimic rudelor
Ofensiva PROSPORT se întărește!
Ofensiva PROSPORT se întărește!
Premiile Gopo 2021. Peste 80 de filme românești intră în cursa pentru nominalizări
Premiile Gopo 2021. Peste 80 de filme românești intră în cursa pentru nominalizări
Avertisment OMS: Super-bacteriile ar putea ucide milioane de oameni până în 2050
Avertisment OMS: Super-bacteriile ar putea ucide milioane de oameni până în 2050
Câți Tyrannosaurus rex au trăit pe Terra? „Au fost precum Godzilla, dar reali”
Câți Tyrannosaurus rex au trăit pe Terra? „Au fost precum Godzilla, dar reali”
Cercetătoare de la Harvard și MIT: virusul SARS-CoV-2 ar fi putut scăpa dintr-un laborator
Cercetătoare de la Harvard și MIT: virusul SARS-CoV-2 ar fi putut scăpa dintr-un laborator
Un nou studiu a identificat patru tehnici prin care femeile pot simți mai multă plăcere
Un nou studiu a identificat patru tehnici prin care femeile pot simți mai multă plăcere
Imagini incredibile arată momentul în care un copac este complet distrus de trăsnet
Imagini incredibile arată momentul în care un copac este complet distrus de trăsnet
Experiment controversat în Marea Britanie. Tineri vindecați de COVID vor fi infectați din nou
Experiment controversat în Marea Britanie. Tineri vindecați de COVID vor fi infectați din nou
Fără el, lumea ar fi arătat cu totul altfel. Ziua în care s-a născut un dictator care a frânt destinele a milioane de oameni
Fără el, lumea ar fi arătat cu totul altfel. Ziua în care s-a născut un dictator care a frânt destinele a milioane ...
La 6 luni după COVID-19, mai puțin de jumătate dintre bolnavi au anticorpi – studiu
La 6 luni după COVID-19, mai puțin de jumătate dintre bolnavi au anticorpi – studiu
A murit Charles Geschke, cofondatorul Adobe, una dintre cele mai valoroase companii din lume
A murit Charles Geschke, cofondatorul Adobe, una dintre cele mai valoroase companii din lume