НАШИ НОВОСТИ

Ученые запускают
«машину времени»
Читать


Последние изобретения
Читать

10 самых бесполезных
изобретений,
созданных за последние
несколько столетий
(на материале газеты Таймс)
Читать

Самые удивительные изобретения
Читать

Американские ученые нашли лекарство от радиации
Читать

Нижегородский стоматолог изобрел более полусотни полезных вещей
Читать

Ученые создали жидкий биополимер, залечивающий повреждения спинного мозга
Читать

Мышиная моча поможет предотвратить теракты
Читать

Ученые научили самолеты самостоятельно "заживлять" повреждения корпуса
Читать

Аудиоформат MT9 в будущем заменит MP3
Читать

Изобретатель топлива на воде оказался шарлатаном
Читать

Заправь машину минералкой
Читать

Ещё об уникальных изобретениях
Читать

Квантовые капли тоньше воды


Группа физиков создала жидкие капли в сто миллионов раз тоньше воды, которые держатся вместе, используя странные квантовые законы.

Опыты с водой

Исследователи обнаружили, что эти странные капли появились в микроскопическом мире лазерной решетки - оптической структуры, используемой для манипулирования квантовыми объектами - в лаборатории в Испанском институте искусств, или Институте фотонных наук (ICFO). И они были настоящими жидкостями: веществами, которые сохраняют свой объем независимо от внешней температуры и образуют капельки в небольших количествах, в отличие от газов, которые распространяются, чтобы заполнить их контейнеры. Но они были гораздо менее плотными, чем любая жидкость, которая существует при нормальных условиях, и поддерживала их жидкое состояние в процессе, известном как квантовая флуктуация.

Результаты исследования

Исследователи охладили газ атомов калия доминус273,15 градуса Цельсия, близкий к абсолютному нулю. При этой температуре атомы образовывали конденсат Бозе-Эйнштейна. Это состояние материи, где холодные атомы объединяются и начинают физически перекрываться. Эти конденсаты интересны тем, что в их взаимодействиях преобладают квантовые законы, а не классические взаимодействия, которые могут объяснить поведение большинства больших объемов вещества. Когда исследователи объединили два из этих конденсатов, они образовали капельки, связывающиеся друг с другом, чтобы заполнить определенный объем. Но в отличие от большинства жидкостей, которые удерживают свои формы капель вместе через электромагнитные взаимодействия между молекулами, эти капли сохраняли свои формы в процессе, известном как «квантовая флуктуация». Квантовые флуктуации возникают из принципа неопределенности Гейзенберга, в котором утверждается, что частицы в основном вероятностны - они не имеют одного энергетического уровня или места в пространстве, а скорее размазаны на нескольких возможных уровнях энергии и местах. Эти «размазанные» частицы действуют немного, как будто они прыгают вокруг своих возможных мест и энергий, оказывая давление на своих соседей. Добавьте все давления всех потоков частиц, и вы обнаружите, что они склонны привлекать друг друга больше, чем отталкивают друг друга. Это притяжение связывает их вместе в капельки.

Уникальность эксперимента

Эти новые капли уникальны тем, что квантовая флуктуация является доминирующим эффектом, удерживающим их в жидком состоянии. Другие «квантовые жидкости», такие как жидкий гелий, демонстрируют этот эффект, но также включают в себя гораздо более мощные силы, которые связывают их гораздо крепче. Капельки конденсата калия, однако, не доминируют в других силах и имеют очень слабо взаимодействующие частицы, и поэтому распространяются на гораздо более широкие пространства - даже когда они удерживают свои формы капель. По сравнению с аналогичными гелиевыми каплями, пишут авторы, эта жидкость на два порядка больше и на восемь порядков более разбавлена. Это большое дело для экспериментаторов; капельки могут оказаться гораздо лучше модельных квантовых жидкостей для будущих экспериментов, чем гелий.