Các nhà vật lý đã tạo ra siêu rắn hai chiều đầu tiên trong lịch sử - một giai đoạn kỳ lạ của vật chất đồng thời hoạt động như một chất rắn và một chất lỏng.
Các vật thể siêu rắn là những vật chất mà các nguyên tử của chúng được tổ chức thành một cấu trúc tinh thể tuần hoàn đều đặn, nhưng đồng thời có thể chảy mãi mãi mà không bị mất động năng. Bất chấp những đặc tính thú vị của chúng, thoạt nhìn vi phạm nhiều định luật đã biết, các nhà vật lý đã dự đoán chúng về mặt lý thuyết từ rất lâu trước đây - chúng xuất hiện lần đầu tiên dưới dạng giả định trong công trình nghiên cứu của nhà vật lý Eugene Gross vào năm 1957.
Giờ đây, bằng cách sử dụng laser và khí siêu lạnh, các nhà vật lý cuối cùng đã biến một chất siêu rắn thành một cấu trúc hai chiều, cho phép các nhà khoa học khám phá vật lý sâu hơn đằng sau các đặc tính bí ẩn của giai đoạn kỳ lạ của vật chất. Mối quan tâm đặc biệt đối với các nhà nghiên cứu là các vật thể siêu rắn hai chiều của chúng sẽ hoạt động như thế nào khi chúng quay theo vòng tròn, cùng với các xoáy nước nhỏ sẽ xuất hiện bên trong chúng. Tương tác từ làm cho các nguyên tử tự tổ chức trong giọt và tự sắp xếp theo một trật tự đều đặn. Cấu hình độc đáo này cho phép bạn tạo ra các hiệu ứng như dòng chảy mà không có ma sát, bất chấp sự hiện diện của chất siêu lỏng.
Điều này mở ra cánh cửa cho một số hiệu ứng lượng tử thực sự kỳ lạ. Một trong những quy tắc quan trọng của hành vi lượng tử, nguyên lý bất định Heisenberg, phát biểu rằng không thể biết cả vị trí của một hạt và động lượng của nó với độ chính xác tuyệt đối. Tuy nhiên, hiện tại khi các nguyên tử ngưng tụ Bose-Einstein không còn chuyển động nữa, toàn bộ động lượng của chúng đã được biết đến. Điều này làm cho vị trí của các nguyên tử trở nên không chắc chắn đến mức những nơi chúng có thể chiếm giữ có diện tích lớn hơn không gian giữa các nguyên tử.
Các nhà vật lý hiện muốn sử dụng hệ thống siêu rắn 2D của họ để nghiên cứu tất cả các đặc tính sinh ra từ sự hiện diện của chiều không gian phụ này. Ví dụ, họ dự định nghiên cứu các xoáy nảy sinh và mắc kẹt giữa các giọt của mảng, đặc biệt là vì các xoáy của các nguyên tử quay này, ít nhất về mặt lý thuyết, có thể xoắn vô tận.
Nó cũng đưa các nhà nghiên cứu tiến gần hơn một bước tới các vật thể ba chiều, siêu cứng được dự đoán bởi các lý thuyết ban đầu như lý thuyết Gross, và thậm chí đến các đặc tính "ngoài hành tinh" hơn mà chúng có thể có.
Đọc thêm:
- Việc phát hiện ra MTI có thể cung cấp kiến thức mới về phản vật chất trong vũ trụ
- CERN: các hạt hạ nguyên tử chuyển từ vật chất sang phản vật chất