Mokyklose mokėmės, kad medžiagos esti kietos, skystos arba dujinės. Teisingumo dėlei, dar egzistuoja plazminė agregatinė būsena, kuri dažnai pamirštama. Tačiau ir tai dar ne viskas. Panašu, kad mokslininkai atrado naują – penktąjį medžiagos būvį.
Esant didelei temperatūrai ir slėgiui, medžiagos savybės neįtikėtinai pakinta. Tą įrodė Šveicarijos federalinio technologijų instituto Ciuriche (ETH Zurich) ir Masačusetso technologijų instituto (MIT) mokslininkai.
Kristalinė naujos agregatinės būsenos struktūra
©Julian Leonard | ETH Zurich
Naujoji medžiaga apjungia kietos medžiagos ir iš dalies – superskysčių struktūrą. Mokslininkai ją apibūdina kaip pirmąją superkietą medžiagą su vadinamomis kvantinėmis dujomis.
„Tai šiek tiek prieštarauja sveikam protui. Iš esmės tai medžiaga, kuri esant žemai temperatūrai sujungia supertakumo ir tvirtumo (kietumo) savybės. Kad geriau suprastumėte, įsivaizduokite kavos puodelį. Jei kava būtų sudaryta kaip tik iš tokios medžiagos, tai ją šaukšteliu pamaišius, kava suktųsi praktiškai amžinai“, – teigia profesorius Wolfgang Ketterle iš MIT.
Darbai buvo atliekami naudojant Bozė-Einšteino kondensatą. Tai atskiesta dujų agregatinė būsena, kai jos bozonai atšaldomi iki absoliutaus nulio temperatūros ir veikiami aukšto slėgio. Esant tokioms sąlygoms, tam tikra bozonų dalis užima žemiausią kvantinę būseną ir kvantiniai reiškiniai tampa matomi makroskopiškai.
Su šiuo kondensatu buvo atliekamos manipuliacijos naudojantis dviem lazeriais. Buvo sukurta kristalinė struktūra lemianti kietumą, tačiau tuo pačiu metu dujoms sąlygojant supertakumą.
Tokią fazę mokslininkai praminė ruožų faze. O įdomiausia, kad medžiagos tankis tam tikroje vietoje nėra pastovus, o nuolat kinta tarsi plūstų vilnimis.
Mokslininkai bandė pasiekti tokią būseną ištisus dešimtmečius. Kai 1969 metais Britanijos fizikas Davidas Thoulessas pasiūlė mintį, kad superskysčiai gali būti paversti superkieta medžiaga nelabai kas ir patikėjo, o vėliau daugybė eksperimentų, naudojant helio atomus, buvo be ryškių sėkmės vaisių.
Tačiau taip buvo iki dabar. Kaip teikia Tobias Donner – Šveicarijos mokslininkų grupės atstovas – „Thouless idėjos pagaliau buvo įgyvendintos”.
Šiuo metu nežinoma kaip šis medžiagos būvis galėtų būti pritaikomas praktiškai, bet galima spėti, jog tai tik laiko klausimas.
