Osegi
Bilim·1 dk okuma

Oda sıcaklığında süpersolid: Polonyalılar yeni kuantum fazı gördü

Polonyalı fizikçiler, aynı anda hem kristal hem sürtünmesiz akışkan gibi davranan süpersolid fazını oda sıcaklığında gözlemledi. Şimdiye dek aşırı soğuk gerekiyordu.

Laser light passing through a tiny optical microcavity in a physics lab, producing a pattern of bright stripes.
Görsel: CHIP Polska - Technologie mamy we krwi!
SUMODialoediviewergiftdetect

Sürtünmesiz akan bir kristal düşünün. Kulağa çelişkili geliyor, ama Varşova Üniversitesi ve Askeri Teknoloji Akademisi'nden (WAT) bilim insanlarının da bulunduğu uluslararası bir ekip tam olarak bunu gözlemledi. Süpersolid ya da süperkristal faz şimdiye kadar yalnızca aşırı düşük sıcaklıklarda görülmüştü. Polonyalı araştırmacılar onu oda sıcaklığında yakaladı. Sonuçlar Science Advances dergisinde yayımlandı.

Süpersolid faz nedir?

Kuantum fiziğinin öngördüğü en tuhaf madde hallerinden biri. Kristallere özgü düzenli uzaysal yapıyı, süperakışkanlıkla, yani viskozitesiz akışla birleştiriyor. Madde aynı anda hem kristal hem kusursuz bir kuantum sıvısı gibi davranıyor. Olgu 1960'larda öngörülmüştü, ancak ultra soğuk atom yoğuşmalarında ilk gözlem ancak 2017'de yapıldı.

Oda sıcaklığında nasıl başarıldı?

Araştırmacılar eksiton-polariton Bose-Einstein yoğuşması kullandı. Eksiton polaritonlar, ışığın madde ile güçlü biçimde eşleşmesiyle oluşan yarı parçacıklar. Deney, özel bir optik mikroboşlukta yapıldı: organik yarı iletken katmanları ile Bragg aynaları arasına nematik sıvı kristal yerleştirilmişti. Bu yapı, oda sıcaklığında ışık-madde eşleşmesini mümkün kıldı.

Işığın Rashba-Dresselhaus türü spin-yörünge eşleşmesi de önemliydi. Ekip, sıvı kristalin çift kırılımını dış gerilimle değiştirerek bunu elektriksel olarak kontrol etmenin yolunu buldu. Böylece sistemin özellikleri ve yoğuşmanın polarizasyonu hassas biçimde ayarlanabiliyor.

Yeni fazın işareti, numuneden yayılan ışıkta beliren düzenli parlak çizgilerdi. Bunlar, yoğuşmanın yoğunluğunun kendiliğinden periyodik değiştiğini, tıpkı kristaldeki atom dizilimi gibi, gösteriyor. Bilim insanları ışığın polarizasyonunda da modülasyon fark etti, yani sistemde aynı anda iki tür düzen vardı. Üstelik lazerin her yeni darbesinde desen farklı konumlarda ortaya çıktı. Sistem birkaç eşdeğer düzenden birini kendisi seçti, bu da kendiliğinden simetri kırılmasına işaret ediyor.

Ne anlama geliyor?

Egzotik madde fazlarını incelemek için mutlak sıfıra yakın sıcaklıklara inen pahalı soğutma sistemleri gerekmeyebilir, üstelik sistem elektrikle yönetilebiliyor. Pratikte bu, fotonik cihazlarda, nöromorfik hesaplama hızlandırıcılarında ve çok hassas optik sensörlerde kullanım anlamına gelebilir.

Göz atmaya değer uygulamalar

SUMO: sayı bulmacası

Doğru kareleri seçin, toplayın, hedefe ulaşın. Öğrenmesi kolay, ustalaşması zor. Ücretsiz, her yaşa uygun.

Dialo: konuşarak dil öğrenin

Yapay zekâ sohbet partneriyle konuşun; her cümleniz düzeltilip kendi dilinizde açıklanarak geri gelsin. 9 dil, A1'den C2'ye.

Etiketler:supersolidquantum physicsuniversity of warsawbose-einstein condensatephotonicsscience advances

Aynı günden diğer haberler

Tümünü gör →

Daha fazla: Bilim

Tümünü gör →