В излишна среда няма ограничение на скоростта
Изследователите вярват, че са открили причината за тази необичайна ситуация.
В студената и плътна среда на свръхтечност хелий-3 наскоро учените направиха неочаквано откритие: чужд обект, пътуващ през тази среда, може да надвиши критичната граница на скоростта, без да разруши баланса на крехката свръхтечност. Тъй като това противоречи на разбирането на изследователите за свръхфлуидност, то им е поставило важна загадка, но сега, пресъздавайки и изучавайки явлението, физиците са научили какво се крие зад него. Свръхтечните частици се придържат към обекта, предпазвайки го от взаимодействие с цялата свръхтечност, като по този начин го предпазват от счупване, отбелязва Live Science.
„Свръхтечността на хелий-3 се чувства като вакуум за пръчка, която се движи през нея, въпреки че е относително плътна течност. Вътре няма съпротива “, каза физикът Самули Аути от университета в Ланкастър във Великобритания. „Намирам това за много интересно“.
Свръхтечности, водещият ръб на физиката
Свръхтечностите са вид течност, която има нулев вискозитет и нулево триене и следователно тече, без да губи своята кинетична енергия. Те могат да бъдат направени относително лесно от бозоните на хелий-4 изотопа, които, когато се охладят до малко над абсолютната нула, се забавят достатъчно, за да се припокрият и образуват група атоми с висока плътност, които действат като „супер атом“.
Тези "суператоми" обаче образуват само един вид свръхтечност. Друг тип се основава на фермиони, частици, които включват основните елементи на атомите, включително електрони или кварки. Когато се охладят до определена температура, фермионите се свързват заедно в това, което изследователите наричат "двойки Купър", всяка от които се състои от два фермиона, които заедно образуват съставен бозон.
Тези двойки Купър се държат точно като бозони и по този начин могат да образуват свръхтечност. Свръхтечностите са доста крехки и двойките на Купър могат да се разпаднат, ако даден обект се движи през него с определена скорост, наречена „критична скорост Ландау“.
В проучване от 2016 г. изследователи от университета Ланкастър установяват, че пръчка, движеща се през свръхтечност хелий-3, може да надвиши тази скорост, без да счупи двойки Купър. В своите потвърждаващи експерименти те измерват силата, необходима за преместване на пръчката през свръхтечността. Изследователите са измерили изключително малка сила, когато проводникът е започнал да се движи, но след като се е преместил, силата, необходима за продължаване на движението, е нула.
„Като направихме промяна на посоката на пръчката, успяхме да заключим, че пръчката няма да има свръхтечност от свързаните частици, които я покриват, дори когато скоростта й е много висока“, каза физикът от университета в Ланкастър Аш Дженингс.
Изследването е публикувано в Nature Communications.