• РЕГИСТРАЦИЯ

Что заменит кремний?

3 3949

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

    Nur zum Geld. Немецкое (и не только) золото в США и киллеры-стахановцы

    Гудзонский вариант Сайт «Политико» пишет, что Германия хранит около 117 миллиардов евро золотых резервов в Федеральной резервной системе в Нью-Йорке, и некоторые немецкие ...

    Россия атаковала НАТО там, где не ждали

    В то время как наши штурмовики освобождали Гоголевку, а наши десантники водружали русский флаг на погранпереходе в Судже, в Брюсселе с недоумением смотрели на обломки НАТО — как же так ...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Drozd 1 апреля 10:57

      Откуда взялись пупырышки на огурцах?

      Огурец – один из самых любимых и узнаваемых овощей на нашем столе. Огурцы бывают разные. Большие, полосатые, свежие и перезрелые, продолговатые, бочкообразные, с семенами и без. А ещё есть огурцы бывают с пупырышками – именно такие овощи чаще всего можно увидеть в разносолах. А вы знаете, откуда на огурцах взялись пупырышки? Огурец много сотен ле...
      671
      Drozd 31 марта 13:51

      Почему современная медицина не может вылечить человека от бешенства

      Бешенство – вирусное заболевание, передающееся при непосредственном контакте со слюной или тканями мозга инфицированного животного. Приводит к параличу и остановке сердца. Ежегодно от бешенства умирает около 60 000 человек по всему миру. Почему так и не научились лечить бешенство? Время укуса имеет существенное значение при бешенстве. Инфекция быстро р...
      1307
      Drozd 29 марта 13:50

      Мифы и факты о гремучих змеях

      «Гремучая змея — это шедевр эволюции, созданный для выживания там, где другие сдаются. Наша задача — не уничтожать, а понять её» — Луис Мендоса. От раскаленных песков Аризоны до болот Флориды и горных хребтов Мексики — гремучие змеи царствуют в самых экстремальных уголках Америки. Эти рептилии, чьи предки появились более 12 м...
      570
      Drozd 29 марта 10:57

      Почему не ржавеет нержавейка?

      Даже по названию «нержавейка» понятно, что она не подвергается коррозии или все же ржавеет, но не так сильно, как обычная сталь. Откуда берется такая особенность у этого материала? Ученые Пьер Бертье и Майкл Фарадей в 1820-х годах заметили, что железо с хромом обладает устойчивостью к кислотной коррозии. Но тогда им было неизвестно, что особенную...
      861
      Drozd 25 марта 20:44

      Почему мы не помним свое детство? Новое открытие меняет представление о памяти младенцев

      Уже давно признано, что дети не имеют четких воспоминаний о своих ранних годах. Это явление, известное как младенческая амнезия, означает неспособность вспомнить события, произошедшие в раннем детстве. Многие считали эту амнезию естественным процессом, обусловленным незавершенным развитием мозга, в частности гиппокампа, области, отвечающей за формирование памяти. ...
      1698
      Drozd 24 марта 10:57

      Можно ли спастись от жажды с помощью кактуса?

      Никогда не знаешь, в какую передрягу можешь угодить, поэтому всегда полезно знать парочку советов по выживанию в экстремальных условиях. Например, первое правило выживания в пустыне: не «пейте» кактус! В фильмах про ковбоев и в документальном кино про экзотические страны можно часто увидеть, что люди и едят, и «пьют» кактусы. Дейст...
      1160
      Drozd 21 марта 13:53

      Самые длинные волны в мире

      Не такая уж прикольная тема, но все же очередное пополнение нашей рубрики САМОЕ САМОЕ Как то я вам рассказывал про Волны-убийцы и что такое Приливная волна, а вот посмотрите какие еще волны бывают. Маленький прибрежный город Пуэрто Чикама в северо-западной части Перу славится самыми длинными океанскими волнами в мире, идеальными для занят...
      817
      Drozd 18 марта 13:57

      Что если наша Вселенная - это голограмма?

      Идея жизни внутри голограммы остается гипотезой. Она не получила всеобщего признания среди физиков и остается одной из нескольких теорий, пытающихся прояснить фундаментальную природу нашей Вселенной. Представьте на мгновение, что все наше существование — это не что иное, как голограмма — трехмерное изображение, спроецированное на двухмерную поверхность...
      541
      Drozd 15 марта 13:46

      Уровень Мирового океана повышается быстрее прогнозируемого

      В 2024 году специалисты NASA зафиксировали ускоренное повышение уровня Мирового океана, которое превысило ожидаемые показатели. По данным космического агентства, уровень океана поднялся на 0,59 сантиметра, тогда как прогнозируемый рост составлял всего 0,43 сантиметра. Основной причиной такого скачка стало интенсивное таяние ледников, что привело к значительному...
      409
      Drozd 11 марта 10:54

      Cиний свет мешает нам уснуть?

      Да, да. Давно эта теория гуляет в мире. Этот загадочный "синий пик" в светодионом освещении из-за которого якобы портится зрение. А еще экраны гаджетов излучают синий свет, и то, как ваш мозг реагирует на синий свет, может испортить вам сон. Вот научная подоплека. Бессонница и свет Действительно, свет может не дать вам заснуть — просто поп...
      391
      Drozd 10 марта 10:59

      Учёные нашли ключ к выращиванию гигантских овощей

      Грядки будущего могут удивить нас томатами размером с тыкву и баклажанами-гигантами! Исследователи из Университета Джона Хопкинса (США) обнаружили гены, отвечающие за размер плодов у растений семейства паслёновых — томатов, баклажанов, картофеля. Это открытие, опубликованное в журнале Nature, способно перевернуть сельское хозяйство, подарив миру новые сорта ...
      481
      Drozd 4 марта 13:58

      Россия на 20% — болото

      В феврале вся планета отметила один из самых «незаметных» праздников — Всемирный день водно-болотных угодий. Почему для этой экосистемы в международном календаре событий выделен особый день? Почему сегодня судьба болот волнует не только экологов, но и историков? На лекции в Государственном музее-заповеднике «Куликово поле» были озв...
      736
      Drozd 4 марта 10:56

      Гигантский кальмар — самое загадочное существо в океане

      Вы когда-нибудь слышали о загадочном гигантском кальмаре? Он был источником восхищения на протяжении веков – от древних сказок моряков до его дебюта в таблоидах в наше время и увлечения такими популярными фильмами, как "20000 лье под водой". Несмотря на то, что его странный внешний вид на протяжении многих лет внушал страх и трепет, еще многое п...
      816
      Drozd 3 марта 13:56

      Почему все страшные ураганы называют женскими именами

      В научном мире есть такая практика, как называть ураганы женскими именами. Такая традиция имеет свои корни в основах метеорологии и истории. Ученые начали давать имена циклонам и штормам в середине двадцатого века. Можно выделить несколько причин такой практики, некоторые их них будут действительно обоснованными, а другие — лишь основанными на стереотипах...
      243
      Drozd 28 февраля 13:50

      Может ли человек поседеть за несколько часов?

      Обесцвеченные волоски начинают появляться у людей любого пола уже в возрасте старше 25 лет. Постепенно, к 50 годам, у человека седеют некоторые участки головы, например, виски, затылок, челка, или он полностью становится белесым. Есть мнение, что индивид из-за стресса может поседеть мгновенно, причем за несколько часов. Но происходит ли такое в действительности...
      724
      Drozd 28 февраля 10:58

      Что такое «сухая вода»

      Ученые со всего мира уже давно освоили уникальную методику создания несуществующих в природе жидких, твердых и газообразных веществ. Все молекулы создаются искусственно в лабораториях. Одним из необычных открытий является «сухая вода». Звучит очень противоречиво, но все же что это за странная жидкость и зачем она нам нужна?   1. Кто придума...
      1084
      Drozd 27 февраля 19:52

      Рыбы способны узнавать людей

      В клуб разумных животных попадает все больше видов, но рыбам с их крошечным мозгом часто не удается туда попасть. Прежде всего, у них нет причин развивать способность распознавать людей в процессе эволюции. Однако некоторые рыбы заинтриговали группу ученых, работающих на исследовательской станции в Средиземном море. Каждый сезон в полевых условиях некоторые мес...
      579
      Drozd 25 февраля 13:55

      Почему в СССР не было клещей?

      О клещах, которые могут быть источником тяжёлых заболеваний и стать причиной смерти человека, советские исследователи узнали лишь в 1937 году, когда вирусолог Лев Зильберг обнаружил в тканях больных и членистоногих вирус клещевого энцефалита. С тех пор начался активный поиск способа борьбы с опасными членистоногими, который увенчался успехом, хотя и не без побо...
      2374
      Drozd 25 февраля 10:58

      Самое большое в мире асфальтовое озеро

        Исто На юго-западе острова Тринидад в Карибском море расположено озеро Пич-Лейк, состоящее из жидкого природного асфальта. Оно имеет глубину около 80 метров и, по некоторым оценкам, в нем более 6 млн. тонн асфальта! Впервые его обнаружил английский государственный деятель и путешественник Уолтер Рэли в 1595 году. После этого битум озера начали использо...
      658
      Drozd 21 февраля 13:54

      Понимают ли животные из разных стран «язык» друг друга?

      С одной стороны вопрос какой то дурацкий,  а с другой … интересно понимает ли собака из Европы сигналы поведения другой собаки из Австралии? Понятно, что под «языком» понимается все способы, которые живые существа общаются друг с другом. Это и телодвижения и звуки и запахи. Но все же... Животным необходимо понимать друг друга, чтобы в...
      631
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика