Преди да започнете историята на кристалите на твърд хелий, трябва да се напомни, защо всички учени са им необходими. Както е известно, между различните състояния на агрегация на вещество, различно от течен, твърд и газ има и такива, които се нарича Bose-Einstein кондензация. В това състояние на веществото не се състои от молекули и атоми, и на бозони, охладени до температури близки до абсолютната нула.
Един от най-интересните свойства на Bose-Einstein кондензат е СУПЕРФЛУИД - състояние, при което има вискозитет на нула, т.е. при преминаване през различни отвори или просто върху повърхността между триенето не възниква. Вие разбирате, че тази функция може да бъде много полезен. Освен това, е доказано, че в СУПЕРФЛУИД състояние на материята може да бъде също така високо свръхпроводници.
С една дума, ако учените са успели да преведат без никакви проблеми за известно материята във СУПЕРФЛУИД държавата може да реши много проблеми. Но проблемът - да го направи, докато доста трудно. В същото време през 60-те години на миналия век, че се предполага, че може да има някои свръхфлуидност твърдо тяло, особено тези, които образуват кристали. И повечето основни кандидати за такава роля наречените твърди хелий кристали, които се образуват при налягане по-голямо от 25 атмосфери.
Въпреки това, тази посока призна безперспективен - фактът, че с рубидий упорита работа. Въпреки, че е най-често в кората е приблизително 20-място (като мед, никел и цинк), но естеството на този метал съществува в диспергирана състояние без да се образуват свои собствени минерали и среща предимно заедно с други алкални елементи, например, калий. Това означава, че е доста трудно да се получи, което прави всички проучвания за него доста скъпо.
Поради това, учените са решили отново да се върне в любимата му през цялото хелий. Но, за да се изследва неговата собственост на свръхфлуидност в твърдо състояние, първо трябва да растат същите тези кристали. По принцип не е трудно - това е просто нещо, което трябва да се създаде налягане над 25 атмосфери и понижаване на температурата до -272 градуса по Целзий. Той е многократно показва, че в такъв "фризер" кристал е оформен по същество в секунди. Въпреки това, има и друг ", а": когато хелий кристали растат в присъствието на тежестта, те лесно се деформира. Това до голяма степен се отразява на свойствата на всички от тях, включително на свръхфлуидност.
И последно, учени от Япония са предложили един много оригинален начин да се справят с този проблем - просто трябва да расте кристали при нулева гравитация! Освен това, не е необходимо да го направи в космоса - учените използват за своите експерименти малък реактивен самолет. Наистина, в някои траектории на движение, например, параболичен полет, самолетът може да безтегловност в продължение на 20 секунди, което е достатъчно, за да се развива нормално кристал. В резултат на 20 часа за полети физици са били в състояние да прекарват колкото осем експерименти!
Експериментите са както следва: първо чрез стандартните първични кристали се отглеждат и след това се поръсва тях "капки" на хелий-4, която вече е в състояние СУПЕРФЛУИД. Всичко това се състоя в специален хладилник на борда. Големите кристали хелий поставя в долната си камера за високо налягане, и след това натрошен им звукови вълни да пробие на малки парченца. След като се напръскват с СУПЕРФЛУИД хелий-4, по-малки кристали се топят и голям бързо растящи, достигайки в края размер на около 10 мм.
В резултат, изследователите са в състояние напълно да наблюдава процеса на образуване на кристал. Чудя се какъв е бил феномен, наречен Оствалд зреене. Тя може да се види в сладоледа по обичайния живот: с течение на времето по-големи ледени кристали, прикрепени към момента малките, и в крайна сметка целият продукт се втвърдява и хрупкава. Но в този случай Osvaldovskoe съзряване е достатъчно дълго, но хелий ефект беше много бързо - процес секунди.
Свързани статии