• РЕГИСТРАЦИЯ

Что заменит кремний?

3 3929

Группа исследователей из Массачусетса получила сверхтекучее вещество с помощью чрезвычайно мощного магнитного поля

Физики из Массачусетского технологического института (MIT) впервые получили сверхтекучий газ, так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна, в чрезвычайно мощном магнитном поле. В ходе эксперимента использовалось синтетическое магнитное полее, сгенерированное при помощи лазерных лучей — в 100 раз более сильное, чем самые мощные магниты в мире. В этом магнитном поле исследователи смогли поддерживать сверхтекучесть газа в течение одной десятой секунды — достаточно долго для того, чтобы его можно было исследовать. 

Сверхтекучесть — фаза вещества, которая свойственна только лишь некоторым жидкостям или газам, когда они охлаждаются до сверхнизких температур. При приближении температуры к абсолютному нулю, атомы перестают двигаться по индивидуальным траекториям, и начинают двигаться совместно, как одна волна.

Представлется, что сверхтекучие вещества могут течь бесконечно долго без потери энергии, также как электроны в сверхпроводнике. Наблюдение за поведением сверхтекучих веществ может помочь ученым улучшить качество сверхпроводящих магнитов и датчиков, и разработать энергоэффективные методы передачи электричества.

Но сверхтекучие вещества неустойчивы, и могут моментально перейти в другую фазу, если не поддерживать сверхнизкую температуру или не локализовать атомы. Команда MIT совмещала различные технологии создания сверхнизких температур, чтобы получить и удержать сверхтекучий газ на достаточное время для его наблюдения в сверхмощных синтетических магнитных полях.

«Бросаться в крайности – путь к открытиям, — рассказывает глава исследовательской группы Вольфганг Кеттерле (Wolfgang Ketterle). — Мы используем сверххолодные атомы, чтобы планировать и понимать поведение материалов, которые еще не созданы. В этом смысле, мы опережаем природу».

 

Когда заряженные частицы подвергаются действию магнитных полей, их траектории стремятся к круговым орбитам. Однако для удержания электронов в микроскопическом масштабе кристаллического материала, требуется магнитное поле в 100 раз сильнее, чем то, которое достижимо с помощью самых сильных магнитов.

Исследователи задались вопросом, может ли это быть применено к сверххолодным атомам в оптической решетке. Поскольку сверххолодные атомы не заряжены, как электроны, и являются нейтральными частицами, на их траектории не влияет магнитное поле.

Группа из Массачусетса использовала технологию генерирования синтетического сверхмощного магнитного поля при помощи лазерных лучей, чтобы задать движение атомов на очень малых орбитах, идентичных орбитам электронов в реальном магнитном поле. В 2013 году Кеттерле и его коллеги продемонстрировали технологию, которая использует наклон оптической решетки и два дополнительных лазерных луча для управления движением атомов.

На плоской решетке атомы могут легко перемещаться с места на место. Однако на наклонной решетке атомам приходится противодействовать силе гравитации. В этом случае атомы могут передвигаться только с помощью лазерных лучей.

Используя лазерные лучи, группа смогла получить орбиту атомов радиусом до двух ячеек решетки, идентичную тому, как частицы могли бы двигаться в очень сильном магнитном поле.

Исследователям удалось поддерживать сверхтекучий газ в течение одной десятой секунды. За это время группа сделала снимки распределения атомов, чтобы зафиксировать топологию, или форму сверхтекучего вещества. Эти изображения также показывают структуру магнитного поля – то, что было известно, но никогда еще не наблюдалось непосредственно до сегодняшнего дня.

Это исследование финансировалось Национальным научным фондом, Управлением научных исследований ВВС и Научно-исследовательским управлением Армии США.

Группа впервые использовала сочетание охлаждения лазером и методы охлаждения испарением (Кеттерле является одним из разработчиков этих методов) для охлаждения атомов рубидия до нанокельвинов. Атомы рубидия относятся к бозонам, поскольку они имеют четное количество нуклонов (протонов и нейтронов). При охлаждении до температуры, близкой к абсолютному нулю, бозоны образовывают конденсат Бозе-Эйнштейна – сверхтекучее состояние, которое впервые было открыто совместно с Кеттерле, и за которое он получил Нобелевскую премию по физике в 2001 году. После охлаждения атомов исследователи использовали несколько лазеров, чтобы создать кристаллическую решетку атомов, или оптическую решетку. Электрическое поле лазерных лучей создает структуру, которая похожа на расположение частиц в реальных кристаллических материалах.



Источник

Всё, о чём не расскажет РЕН-ТВ

    Дайджест за неделю

    Самым ярким шоуменом международной политики уже которую неделю остаётся «ещё не президент» Дональд Трамп. Он продолжает напрыгивать на всех своих соседей с криками «Отдайте мне Г...

    Заявление Белоусова вызвало сенсацию. Полетят головы в правительстве

    Министр обороны был поражён результатами аудита в его ведомстве.Белоусов начинает крупное расследование.Глава российского оборонного ведомства Андрей Белоусов инициировал масштабные про...

    «Из-за одного вышлют нас всех»: таджики испугались новых данных о преступлениях мигрантов в России

    Число преступлений иностранцев в России за минувший год сократилось – но результаты ужесточения миграционной политики пока можно назвать скромными. Мигранты из Таджикистана обеспокоены данными МВД, по...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Drozd Сегодня 10:58

      Буферное хранение энергии на дне океана

      Известно, что возобновляемые источники экологически чистой энергии имеют весьма непостоянный характер, периоды света Солнца, сила ветра и морских волн практически никогда не соответствуют периодам, когда люди нуждаются в большем количестве энергии. И для решения этой проблемы сейчас создаются буферные хранилища энергии наподобие гигантских мегабатарей компании Тес...
      187
      Drozd 10 января 13:56

      Ученый доказал, что путешествия во времени возможны, решив «парадокс дедушки»

      Возможность путешествий во времени очаровывала человечество на протяжении веков, подпитывая как литературное воображение, так и научные дебаты. В исследовании, опубликованном в журнале Classical and Quantum Gravity, физик Лоренцо Гавассино исследует термодинамические и квантовые основы, которые поддерживали бы жизнь и физические процессы во Вселенной с замкнутыми ...
      990
      Drozd 7 января 21:04

      Кустарниковая собака, которая не изменилась за 10 млн. лет

      Кустарниковые собаки — маленькие, крепкие псы средней длины, красно-коричневым мехом и медвежьей мордой. Кустарниковые собаки имеют перепончатые лапы и могут нырять под воду. Взрослые особи достигают 57-75 см и весят 5-8 кг. Распространена в Панаме, Венесуэле, Гайане, юго-востоке Перу, востоке Боливии, севере Парагвая, на крайнем северо-востоке Аргентины ...
      1196
      Drozd 7 января 13:26

      Самая крупная дюна в Европе

      Глядя на тонны песка на французском побережье, кажется, что это шутка какого-то волшебника: взять кусочек Сахары и перенести его сюда, в акваторию Бискайского залива недалеко от залива Аркашон, аккуратно уложив на границе хвойных лесов в шестидесяти километрах от Бордо. На самом деле, своему появлению самая большая в Европе дюна обязана природным процессам. А и...
      654
      Drozd 7 января 10:31

      Как летучие мыши сохраняют энергию во время длительных миграций

      Согласно новым исследованиям, летучие мыши обладают уникальной способностью «серфить» во время штормов, совершая свои дальние миграции. Использование силы природы помогает маленьким существам экономить энергию во время длительных перелетов над Центральной Европой, говорится в новом исследовании, которое проливает новый свет на то, как физиология лет...
      334
      Drozd 6 января 13:30

      Что вы могли не знать про Ньютона

      4 января исполнилось 378 лет со дня рождения Исаака Ньютона. С интересом узнал некоторые подробности об этом человеке… Ньютон не любил путешествовать и ни разу в жизни не выехал за пределы Англии. Он не увлекался спортом и совершенно не интересовался ни музыкой, ни театром, ни живописью, хотя сам вполне прилично рисовал и в юности писал стихи. Приз...
      1116
      Drozd 6 января 10:32

      Эволюция: почему у некоторых животных прямоугольные зрачки?

      Глаза животных отличаются невероятным разнообразием форм и структур, каждая из которых является продуктом эволюции, оптимизированным под конкретные нужды. Среди этих особенностей особый интерес представляют прямоугольные зрачки, особенно у некоторых видов животных, таких как овцы, олени и антилопы. Почему у этих животных зрачки так отличаются от наших? Естес...
      748
      Drozd 5 января 16:31

      Как общались военные до изобретения электричества и рации

      Самым примитивным и одновременно ценным средством связи на войне в древние времена были посыльные. Александр Македонский, Ганнибал и Цезарь разработали сложную систему пересадочных узлов, с помощью которых сообщения передавались от одного посыльного к другому, которые передвигались на конях на максимальной скорости. До изобретения рации военные также использова...
      411
      Drozd 4 января 20:17

      Связано ли откалывание крупных айсбергов напрямую с изменением климата?

      Ледники Антарктиды постоянно подвергаются эрозии, в частности, в результате впечатляющих эпизодов кальвинга — образования гигантских айсбергов. Эти явления, такие как образование айсберга A-68 в 2017 году, завораживают своим масштабом, но также поднимают главный вопрос: связаны ли они напрямую с изменением климата? Недавнее исследование дает некоторые отв...
      558
      Drozd 3 января 14:54

      Кто, когда и зачем приручил первую кошку?

      Как то мы с вами обсуждали кто, когда и зачем приручил первого пса. Интересная и спорная тема. А что кошки? Кто то их когда то приручил или они все таки всегда "гуляли сами по себе"? И кошки, и собаки — как прочие представители отряда хищных — происходят от примитивных, похожих на куницу млекопитающих миацидов. Детали разделения эт...
      968
      Drozd 24 декабря 2024 г. 20:52

      Почему синий цвет так редко встречается в природе?

      Когда вы смотрите на небо над головой или на просторы океана, вы можете подумать, что голубой цвет часто встречается в природе. Но среди всех оттенков, встречающихся в камнях, растениях и цветах, а также в мехе, перьях, чешуе и коже животных, синий цвет удивительно редок. Почему же синий цвет такой редкий? В книге Кайа и Купфершмидта "Синий: В поисках р...
      1412
      Drozd 24 декабря 2024 г. 10:58

      Самый злой гений XX века, которого убило собственное изобретение

      Стереотипно ученый-злодей представляется как неопрятный старик с безумными глазами, мечтающий уничтожить мир из-за детской травмы. Но настоящий злодей, чьи изобретения превратили в инвалидов миллионы людей и способствовали приближению гибели всего живого на Земле, выглядел как эдакий обаятельный дядюшка. Да и сам он так и не узнал, что его изобретения сотворили с ...
      2600
      Drozd 23 декабря 2024 г. 13:53

      Что будет, если прокопать тоннель через центр Земли?

      Все когда-нибудь задумывались, а что будет если прокопать тоннель через центр Земли, то где я окажусь ? Ответ в «психушке» смешной, но не правильный.  Можно прямо сейчас рассчитать, куда именно ты попадешь, это несложно… У каждой точки на Земле есть координаты. Шар условно поделен на Южное и Северное полушарие, по которым отсчитываются широ...
      645
      Drozd 23 декабря 2024 г. 11:00

      Почему мотыльки летят на свет

      Еще одно всем известное и распространенное явление о причинах которого мало кто задумывается. Видели мотыльков летящих на лампочку? Как вы думаете, почему они это делают? Зачем им яркий свет? Почему они летят зачастую к своей гибели? Ситуация, когда бабочка (а чаще мотылек) летит на свет, называется фототактис. Реакция на свет у насекомых довольно распространен...
      512
      Drozd 16 декабря 2024 г. 20:47

      Как долго может идти дождь?

      Конечно, если вы живете в засушливом регионе, то для вас и час проливного дождя будет рекордом. Однако истории известны случаи, когда дождь шел действительно долго. Как вы думаете, на сколько долго может идти дождь? Климатологи и другие специалисты, изучающие атмосферные осадки, могут судить о частоте и объемах осадков в разных частях мира на основе наблюден...
      750
      Drozd 10 декабря 2024 г. 11:01

      5 фактов об антиматерии

      1. Антиматерии в мире меньше, чем материи, — и это парадокс У каждого электрона и протона, из которых состоит наш привычный мир, есть античастица с такой же массой, но противоположным зарядом. Частицы эти называются позитроны и антипротоны соответственно. С нейтронами ситуация немного сложнее. Они не имеют заряда, а потому можно предположить, что для с...
      1121
      Drozd 9 декабря 2024 г. 10:59

      В чем разница между фактом, гипотезой, теорией и законом

      Возможно, вы слышали, как кто-то пренебрежительно отзывается об эволюции — «ведь это всего лишь теория». С другой стороны, гравитация должна быть на 100% реальной — в конце концов, это «закон». Но эти общие впечатления не совсем правильные. Слова «факт», «гипотеза», «теория» и «закон&raq...
      758
      Drozd 5 декабря 2024 г. 19:44

      Необъяснимые тайны мозга

      Человеческий мозг - один из самых сложных органов человеческого тела, а также самый малоизученный. И хотя за последние несколько лет мы существенно продвинулись в расшифровке его таинственных механизмов - благодаря беспрецедентным достижениям в таких областях, как нейробиология - мы ещё многого не знаем о нём. Начиная от сознания и заканчивая памятью и расстрой...
      865
      Drozd 26 ноября 2024 г. 13:53

      Почему моряки не ловили рыбу в дальнем пути?

      В период Великих географических открытий и освоения Нового Света в XV-XVII веках морякам из Европы часто приходилось голодать в пути. Не имея возможности пополнить провиант на берегу, люди массово погибали от истощения и болезней. Но почему мореплаватели не ловили рыбу в океане? Дело в том, что на удаленных от берега участках океана, расположенных между 30&d...
      18648
      Drozd 25 ноября 2024 г. 10:55

      Сколько названий для снега существует у эскимосов?

      В интернете ходит байка о том, что в языке эскимосов 100, или 200, или даже 400 названий для снега в разных ситуациях и состояниях. А все-таки сколько? На самом деле эскимосского языка не существует. Как, например, и индейского. Потому что общее название «эскимосы» объединяет минимум две большие культурные группы: юпиков (алеутов) и инуитов. А ве...
      609
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика