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
Ce spune medicul Mihai Craiu despre teoria privind afectarea fertilității în urma vaccinării
Ce spune medicul Mihai Craiu despre teoria privind afectarea fertilității în urma vaccinării
Specialiștii avertizează: Nu amânați vaccinarea până după naștere! Ar putea fi prea târziu!
Specialiștii avertizează: Nu amânați vaccinarea până după naștere! Ar putea fi prea târziu!
Asediul de la Zona 51 a fost o glumă, însă oficialii americani erau pregătiți să folosească forța letală
Asediul de la Zona 51 a fost o glumă, însă oficialii americani erau pregătiți să folosească forța letală
Un supraviețuitor de cancer a avut o infecție COVID-19 record de cel puțin 335 de zile
Un supraviețuitor de cancer a avut o infecție COVID-19 record de cel puțin 335 de zile
Prima rachetă spațială sud-coreeană a ratat plasarea unui satelit pe orbită
Prima rachetă spațială sud-coreeană a ratat plasarea unui satelit pe orbită
Psihiatru, despre efectele COVID-19: Ai grijă de mintea ta, poți s-o pierzi şi să nu ştii de ce
Psihiatru, despre efectele COVID-19: Ai grijă de mintea ta, poți s-o pierzi şi să nu ştii de ce
Primul om care a sărit cu paraşuta. Prima dată şi-a aruncat câinele
Primul om care a sărit cu paraşuta. Prima dată şi-a aruncat câinele
Țara din Europa unde portalurile de ştiri dezactivează comentariile celor care se opun vaccinării anti-COVID
Țara din Europa unde portalurile de ştiri dezactivează comentariile celor care se opun vaccinării anti-COVID
Peste 8 milioane de numere de telefon au fost portate în ultimii 13 ani
Peste 8 milioane de numere de telefon au fost portate în ultimii 13 ani
Un reactor nuclear din sudul Rusiei, oprit temporar. Ce s-a întâmplat?
Un reactor nuclear din sudul Rusiei, oprit temporar. Ce s-a întâmplat?
Mormântul Ceciliei Metella dezvăluie secrete despre rezistența betonului roman de-a lungul secolelor
Mormântul Ceciliei Metella dezvăluie secrete despre rezistența betonului roman de-a lungul secolelor
O nouă stare a materiei. Experimentele recente au dezvăluit formarea unor electroni cvadrupli
O nouă stare a materiei. Experimentele recente au dezvăluit formarea unor electroni cvadrupli
Descoperire neașteptată la granița magnetosferei Pământului. O cantitate imensă de energie este implicată
Descoperire neașteptată la granița magnetosferei Pământului. O cantitate imensă de energie este implicată
Autoritățile din SUA pregătesc o campanie de vaccinare pentru milioane de copii
Autoritățile din SUA pregătesc o campanie de vaccinare pentru milioane de copii
Un scafandru a descoperit o sabie a cruciaților
Un scafandru a descoperit o sabie a cruciaților
Delta Plus, o nouă mutaţie supravegheată îndeaproape
Delta Plus, o nouă mutaţie supravegheată îndeaproape
Bill Gates avertizează că „se apropie o uriaşă criză agricolă şi umanitară”
Bill Gates avertizează că „se apropie o uriaşă criză agricolă şi umanitară”
ONU, instituția care are ca scop „salvarea generațiilor viitoare de flagelul războiului”
ONU, instituția care are ca scop „salvarea generațiilor viitoare de flagelul războiului”