Hel jest po wodorze najbardziej rozpowszechnionym we Wszechświecie pierwiastkiem. Zwykle kojarzy nam się z lekkim gazem służącym do napełniania balonów lub cieczą służącą do chłodzenia np. nadprzewodników. W ostatnich latach jednak badania nad kryształami helu, czyli postaci stałej tego pierwiastka były bardzo popularnym tematem w fizyce fazy skondensowanej. Hel ochłodzony do temperatury 0.95 K krzepnie i staje się ciałem stałym. Krystalizuje w układzie heksagonalnym.
Doświadczenia sugerują, że obniżanie temperatury jeszcze bliżej zera absolutnego powoduje, iż krystaliczny hel zaczyna się zachowywać jak bezlepka ciecz. Jest to zjawisko zwane nadpłynnością kryształu. Hipoteza takiego zachowania została wysunięta już w latach 60-tych XX wieku. Pierwsze potwierdzenia doświadczalne miały miejsce w roku 2003 i 2004, gdy Moses Chan i Eun-Seong Kim z Pennsylvania State University przeprowadzili doświadczenia z ochłodzonym poniżej 0.2 K kryształem helu, które sugerowały, że część kryształu stała się cieczą.
Doniesienia te spotkały się z niedowierzaniem i niektórzy sugerowali, że obserwowano nadciekły hel, który przemieszczał się przez "pęknięcia" w krysztale. Takie wyjaśnienie wydawało się zostać potwierdzone przez Ann Sophie Rittner i Johna Reppy z Cornell University, którzy w 2006 również obserwowali podobne zjawisko, lecz zniknęło po lekkim ogrzaniu i schłodzeniu w celu zlikwidowania defektów w krysztale.
Obecnie Chan i jego koledzy Xi Lin i Anthony Clark mają nowy dowód, że nadpłynność może mimo wszystko być własnością stałego kryształu. Jeśli tak jest, to znaczy, że musi zachodzić przemiana fazowa. Ciepło właściwe w czasie przemiany fazowej rośnie, co właśnie zaobserwowali autorzy przełomowego doświadczenia. Jeśli jest tak w rzeczywistości, to oznacza, że przemiana fazowa miała miejsce i nadciekły kryształ został wytworzony.
Oryginalny artykuł: Nature, 449, pp.1025-1028, 25 Oct 2007
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz