Экспериментально доказано наличие необычного состояния вещества – противоточной сверхтекучести. Для этого атомов рубидия охладили до температуры близкой к одному нанокельвину.
В тридцатых годах двадцатого века физики обнаружили в жидком гелии сверхтекучесть. В этом состоянии гелий мог двигаться без трения, проникать через тонкие капилляры и «переползать» через стенки колб. Это открытие стало важным шагом в развитии фундаментальной физики.
В двухтысячных ученые обнаружили, что подобным образом ведет себя не только гелий, но и конденсат Бозе — Эйнштейна. Это состояние вещества определяется двумя параметрами: температура конденсата находится близко к абсолютному нулю, а оно состоит преимущественно из бозонов — частиц, которым современная физика « разрешает» При одинаковом характере возможно пребывание в одном квантовом состоянии для бозонов. К ним относят фотоны, глюоны и различные квазичастицы. Другой тип частиц, фермионы, к которым относятся электроны и кварки, подчиняются другим законам и такому состоянию не поддаются.
Открытие сверхтекучести послужило толчком развитию низкотемпературных технологий — лазерного охлаждения и системы рефрижератора растворения.
Эти технологии стали ключевыми инструментами в квантовых симуляциях, квантовых вычислениях и смежных областях.
Физики предполагали существование более сложных состояний вещества на основе сверхтекучести. Расчеты и теории связывали изоляторы Мотта — вещества с кристаллической структурой и свойствами диэлектриков — именно с ними. Согласно теории электрической проводимости, изоляторы Мотта должны быть проводниками, но особая электронная конфигурация… делает Диэлектрики используют как изоляторы Мотта при изучении сверхпроводимости.
При работе с изоляторами Мотта исследователи предположили: если вещество состоит не из одного типа атомов, а как минимум из двух, то проявится новое квантовое состояние вещества — противоточная сверхтекучесть. Если система состоит из одного типа частиц, то они «заперты» на месте и не могут, например, туннелировать и перемещаться по кристаллу. С увеличением числа типов частиц взаимодействие в системе становится сложнее.
Противоточность возникает, когда два различных типа атомов «движутся» В противоположных направлениях движутся со скоростью, равной друг другу. Поток атомов может быть равен нулю и перемещение масс и энергий — тоже.
Противоток всё же может сохраняться. Он может быть сверхтекучим, то есть происходить без потерь энергии на трение.
Эксперименты китайских учёных доказали наличие нового квантового состояния материи. смогли Изучить противоточную сверхтекучесть с помощью недавно разработанного квантового газового микроскопа, охлажденных до температуры около одного нанокельвина атомов изотопа рубидия-87 с различными свойствами по осям Z и XY, запертых в оптическую решетку. описали открытие в журнале Nature Physics.
Автор работы претендует на открытие нового состояния материи. Важно, смогут ли другие научные коллективы воспроизвести результаты эксперимента и таким образом подтвердить его выводы. Независимо от публикации в уважаемом научном издании, где обычно тщательно проверяются результаты авторов, исследовательские группы могут обнаружить другие физические механизмы в процессе эксперимента и прийти к другим заключениям по результатам.