Faza nadstała w temperaturze pokojowej: Polacy to zobaczyli
Polscy fizycy zaobserwowali fazę nadstałą, czyli stan zachowujący się jak kryształ i płyn bez lepkości jednocześnie, w temperaturze pokojowej. Dotąd wymagała skrajnego zimna.
SUMO· łamigłówka liczbowa
Dialo· ucz się języków, mówiąc
ediviewer· czytaj pliki EDI jak dokumenty
giftdetect· trafiony prezent w kilka minutKryształ, który płynie bez tarcia. Brzmi jak sprzeczność, a jednak właśnie coś takiego zaobserwował międzynarodowy zespół z udziałem naukowców z Uniwersytetu Warszawskiego i Wojskowej Akademii Technicznej. Faza nadstała, zwana też nadkrystaliczną, do tej pory pojawiała się tylko w skrajnie niskich temperaturach. Polacy zobaczyli ją w temperaturze pokojowej. Wyniki opisano w czasopiśmie Science Advances.
Czym jest faza nadstała?
To jeden z najdziwniejszych stanów materii przewidzianych przez fizykę kwantową. Łączy uporządkowaną strukturę przestrzenną, typową dla kryształów, z nadciekłością, czyli przepływem bez lepkości. Materia zachowuje się więc jednocześnie jak kryształ i jak doskonały płyn kwantowy. Zjawisko przewidziano już w latach 60. ubiegłego wieku, ale pierwszą obserwację w ultrazimnych kondensatach atomowych odnotowano dopiero w 2017 roku.
Jak to zrobiono w temperaturze pokojowej?
Badacze użyli ekscytonowo-polarytonowego kondensatu Bosego-Einsteina. Polarytony ekscytonowe to kwazicząstki, które powstają przy silnym sprzężeniu światła z materią. Całość działała w specjalnej mikrownęce optycznej: ciekły kryształ nematyczny leżał między warstwami organicznego półprzewodnika i zwierciadłami Bragga. Taka konstrukcja pozwoliła uzyskać sprzężenie światła z materią w temperaturze pokojowej.
Ważne okazało się też sprzężenie spinowo-orbitalne światła typu Rashby-Dresselhausa. Zespół opracował sposób sterowania nim elektrycznie, zmieniając dwójłomność ciekłego kryształu zewnętrznym napięciem. Dzięki temu można precyzyjnie regulować właściwości układu i polaryzację kondensatu.
Nowa faza zdradziła się regularnymi, jasnymi prążkami w świetle emitowanym przez próbkę. To znak, że gęstość kondensatu samorzutnie zmienia się okresowo, podobnie jak ułożenie atomów w krysztale. Naukowcy zauważyli też modulację polaryzacji światła, czyli dwa rodzaje uporządkowania naraz. Po kolejnych impulsach lasera wzór pojawiał się w różnych miejscach. Układ sam wybierał jedną z kilku równoważnych konfiguracji, co oznacza spontaniczne łamanie symetrii.
Co to zmienia?
Badania egzotycznych faz materii nie wymagają już kosztownego chłodzenia do temperatur bliskich zera absolutnego, a układ da się sterować prądem. W praktyce może to oznaczać zastosowania w urządzeniach fotonicznych, akceleratorach obliczeń neuromorficznych i bardzo czułych sensorach optycznych.
Aplikacje warte uwagi
SUMO: łamigłówka liczbowaWybierz właściwe pola, dodaj je i trafiaj w cel. Łatwa do nauczenia, trudna do opanowania. Za darmo, dla każdego wieku.
Dialo: ucz się języków, mówiącRozmawiaj z partnerem AI; każde zdanie wraca poprawione i wyjaśnione w Twoim języku. 9 języków, od A1 do C2.
ediviewer: czytaj pliki EDI jak dokumentyOtwieraj komunikaty EDIFACT i X12, każdy segment objaśniony, konwersja do JSON/XML, eksport PDF i Excel. Działa lokalnie, bez wysyłania.
giftdetect: trafiony prezent w kilka minutWybierz dla kogo, okazję i osobowość. Wyszukiwarka czyta opisy produktów lokalnych sklepów i układa to, co pasuje. Za darmo, bez rejestracji.
Więcej z tego dnia
Zobacz wszystkie →
WoW: Forever ma problem ze złotem. Blizzard dodaje nagrody
Jensen Huang: trzecia relacja z pracownicą Nvidii wyszła na jaw
Reset limitów Claude: jak odnowić wszystkie limity do 10 grudnia
