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
Vladimir Putin acuză Ucraina că a deschis „Cutia Pandorei”
Vladimir Putin acuză Ucraina că a deschis „Cutia Pandorei”
Balenele cu cocoașă din largul coastei New York-ului, în pericol din cauza navelor
Balenele cu cocoașă din largul coastei New York-ului, în pericol din cauza navelor
Lumea se apropie cu pași repezi de războiul pentru resursele de apă
Lumea se apropie cu pași repezi de războiul pentru resursele de apă
Un fenomen ascuns la interiorul atomilor ar putea explica misterioasele raze gamma
Un fenomen ascuns la interiorul atomilor ar putea explica misterioasele raze gamma
O erupție solară tocmai a scos la iveală un punct vulnerabil în previziunile privind vremea spațială
O erupție solară tocmai a scos la iveală un punct vulnerabil în previziunile privind vremea spațială
O descoperire extrem de rară: Fosila unei creaturi marine, de 450 de milioane de ani, ascunde țesuturi încă moi
O descoperire extrem de rară: Fosila unei creaturi marine, de 450 de milioane de ani, ascunde țesuturi încă moi
Telescopul Webb a descoperit un roi de galaxii neobișnuit de matur pentru Universul timpuriu
Telescopul Webb a descoperit un roi de galaxii neobișnuit de matur pentru Universul timpuriu
Arborii antici ne avertizează când ar putea avea loc următoarea furtună solară de proporții uriașe
Arborii antici ne avertizează când ar putea avea loc următoarea furtună solară de proporții uriașe
Premieră absolută pentru arheologie: Un puț etrusc dezvăluie un ritual bizar cu rămășițe umane
Premieră absolută pentru arheologie: Un puț etrusc dezvăluie un ritual bizar cu rămășițe umane
Muzica stimulează o activitate cerebrală uimitoare, dezvăluie o nouă cercetare
Muzica stimulează o activitate cerebrală uimitoare, dezvăluie o nouă cercetare
De ce femeile sunt diagnosticate mai frecvent decât bărbații cu boli autoimune?
De ce femeile sunt diagnosticate mai frecvent decât bărbații cu boli autoimune?
Oamenii de știință au construit mini-creieri care „simt” trecerea timpului
Oamenii de știință au construit mini-creieri care „simt” trecerea timpului
Primul caz din lume în care sindromul „Alice în Țara Minunilor” a fost declanșat de un adenovirus
Primul caz din lume în care sindromul „Alice în Țara Minunilor” a fost declanșat de un adenovirus
Acești crocodilienii uriași dominau lanțul trofic în America de Sud din Miocen
Acești crocodilienii uriași dominau lanțul trofic în America de Sud din Miocen
Astronomii au descoperit un „mega-Pământ” de 23 de ori mai greu decât planeta noastră
Astronomii au descoperit un „mega-Pământ” de 23 de ori mai greu decât planeta noastră
A murit Marcos Rodríguez Pantoja, spaniolul care a trăit cu lupii mai bine de 12 ani
A murit Marcos Rodríguez Pantoja, spaniolul care a trăit cu lupii mai bine de 12 ani
Cercetătorii au identificat neuronii care controlează nevoia de somn
Cercetătorii au identificat neuronii care controlează nevoia de somn
Avantajul surprinzător pe care îl au oamenii care iau notițe cu pixul și hârtia
Avantajul surprinzător pe care îl au oamenii care iau notițe cu pixul și hârtia