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存在奇怪的量子超固体的新证据

发布时间:2019-02-04 12:01:02来源:未知点击:

据报道,凯特·麦卡尔平(Kate McAlpine)是第一个超固体物质 - 一种幽灵,量子形态的物质,其中固体流动,无摩擦,通过自身 - 据报道于2004年制造但是,自从涉及的研究人员是否简单地误解了他们的结果以来,争论一直激烈现在有两项新的研究表明,毕竟已经制造出真正的超级弹性体根据量子理论,超固定性应该在非常低的温度下进行在固体中,原子以规则的晶格结合在一起,在正常情况下保持其结构刚性但是如果你将一些固体冷却到绝对零度,它们应该变成无摩擦的,流动的超弹体,同时保持它们的晶格结构在最初的实验中,现在韩国大田的韩国高等科学技术研究所的Eunseong Kim和宾夕法尼亚州立大学公园的Moses Chan对液态氦进行冷却和加压,直到原子被迫进入晶格然后他们制作了一个圆柱体,这个固体氦以单向旋转,然后是另一个,一遍又一遍当它们冷却时,气缸更频繁地切换方向研究人员得出结论,部分氦气完全静止,减少了随气缸旋转的质量,使其更快地切换他们认为这是因为一些氦由于超固定而变得无摩擦然而,今年早些时候,这种解释受到了纽约伊萨卡康奈尔大学的John Reppy的挑战他认为气缸在较低温度下切换得更快的原因是因为氦气已成为一种摇摆不定的“量子塑料”,这是一种先前未知的物质相,不同于超固体他说,这种新材料增加的弹性使气缸更容易扭转其旋转为了测试Reppy是否正确,Kim旋转了气缸所在的大型设备:设备只朝一个方向旋转,而气缸旋转一个方向,然后另一个旋转,就像之前一样他认为弹性应仅影响气缸切换方向的速度,而不影响其实际的旋转速度因此,如果Reppy是正确的,并且固体氦是量子塑料,则添加恒定的基础旋转不应该改变结果然而,他的团队发现它确实如此与原始实验不同,方向开关在温度下降时不会变快金说,最好的解释方法就是氦气确实是超固体的这是因为,在超固体中,恒定旋转应该导致涡流形成,而不是像液体一样,扰乱材料的量子特性,并降低超固定性令人着迷的是,西班牙巴塞罗那加泰罗尼亚理工大学的Yaroslav Lutsyshyn和他的同事刚刚发现了超固结的进一步证据理论表明,超固体氦流动是因为在晶格中形成了空穴 Lutsyshyn的团队试验了这些孔在不同压力下形成的可能性事实证明,孔洞形成的压力最容易与Kim和Chan确定其体系中最大比例的超固体氦气相匹配 “这就像兔子的耳朵伸出草地一样,”Lutsyshyn对他的团队的结果说他还认为,Kim团队的实验是强有力的证据 - 但并非完全证据 - 固体氦含有超固体然而,Reppy仍然不相信Kim的最新工作排除了量子可塑性作为明显超固体效应的原因他对Kim的假设提出异议,即旋转整个设备所增加的额外能量不会影响量子塑料开关的速度 “我现在相当肯定他们所看到的大型超固体信号是弹性特性的表现,”他说期刊参考文献:Science Express,DOI:10.1126 / science.11​​96409;物理评论B,有关这些主题的更多内容: