Fizikçiler “Yumuşak” Süper Katıyı Oluşturdular!

Fotoğraf: Ilzhöfer ve meslektaşları bir süper katının yumuşak bir formunu keşfettiler.

Avusturya ve İsviçre’den uluslararası bir takım fizikçi tarafından deneysel ve teorik  olarak, di-polar bir süper katı dengeden çıktığında ne olduğu ile ilgili araştırmalar yapıldı.

Elli yıl önce tahmin edilen süper katılık, süper akışkanlık ve kristal düzeninin bir arada var olduğu egzotik bir madde aşamasıdır.

Bu durumda, atomlar bir kristal model içinde düzenlenirken aynı zamanda süper akışkan gibi davranır ve parçacıklar burada sürtünme olmaksızın hareket eder.

2017’de, MIT ve ETH Zürih’ten iki fizikçi takımı, bağımsız olarak bir Bose-Einstein yoğunlaşmasını süper katıya dönüştürdü.

İki yıl sonra Innsbruck Üniversitesi’nden fizikçiler, yüksek manyetik lantanit atomlarının ultra soğuk kuantum gazlarını kullanarak böyle bir durumu deneysel olarak gerçekleştirdiler.

Avusturya Bilimler Akademisi Kuantum Optik ve Kuantum Enformasyon Enstitüsü ve Innsbruck Üniversitesi Deneysel Fizik Bölümü’nde araştırmacı olan kıdemli yazar Doktor Francesca Ferlaino, “kuantum etkileri nedeniyle, çok soğuk bir atom gazı kendiliğinden hem katı bir kristalin kristal düzenini hem de süper akışkan kuantum sıvısı gibi örneğin, hiçbir sürtünme olmaksızın akabilen bir sıvı parçacık akışını geliştirebilir” demiştir.

Cenevre Üniversitesi’nde teorik fizikçi olan ortak yazar Doktor Thierry Giamarchi, “çok basitleştirilmiş bir şekilde, bir di-polar süper katı, birbirleriyle süper akışkan bir arka plan banyosu yolu ile iletişim kuran bir kuantum damlacıkları zinciri olarak düşünülebilir” diye ekledi.

Yapılan yeni araştırmada, Doktor Ferlaino, Doktor Giamarchi ve meslektaşları tarafından, damlacıklar arasındaki süper akışkan banyosu dış manyetik alanın kontrolü ile sudan arındırılır ise süper katı halin nasıl tepki verdiği incelendi.

Aynı zamanda Avusturya Bilimler Akademisi Kuantum Optik ve Kuantum Enformasyon Enstitüsü ve Innsbruck Üniversitesi Deneysel Fizik Bölümü’nden ortak yazar Doktor Maximilian Sohmen, “bizler gösteriyoruz ki banyo olmaksızın damlacıklar hızlı bir şekilde birbirleri hakkındaki bilgiyi kaybedebilir ve sanki küçük bağımsız bir kuantum sistemi gibi davranmaya başlayabilir – iki fazlı şekilde” dedi.

“Süper katı normal bir katıya dönüşüyor.”

Şaşırtıcı bir şekilde, bilim insanları ayrıca bu gizliliği kaldırma sürecini tersine çevirebildiler.

Arka planda banyosunu yenilediklerinde damlacıklar, parçacık tünelleme ile iletişimleri yenilendi ve süper katılıkları yeniden oluşturuldu.

Avusturya Bilimler Akademisi Kuantum Optik ve Kuantum Enformasyon Enstitüsü’nden ilk yazar Doktor Philipp Ilzöfer, “ancak bu katı, ‘yumuşak’ olmasına rağmen sallanabilir ve fononlar olarak adlandırılan birçok kolektif eksitasyonları destekleyebilir” dedi.

“Bu, bu durumu katı hal fiziği ve diğer alanlar ile güçlü bağlantıları olan çok ilginç ama karmaşık bir çalışma konusu haline getiriyor.”

Sonuçlar “Nature Physics” dergisinde yayınlanmıştır.

Kaynak: sci-news.com