ZAGREB, 23. siječnja 2004. (Hina) - Istraživači u Sjedinjenim Državama vjeruju da su otkrili novo agregatno stanje tvari, superkrutinu.
ZAGREB, 23. siječnja 2004. (Hina) - Istraživači u Sjedinjenim Državama
vjeruju da su otkrili novo agregatno stanje tvari, superkrutinu.#L#
Ako su njihova očekivanja točna, riječ je o izrazito bizarnome obliku.
Iako se radi o krutini, tvar je "tekuća", poput tekućine bez imalo
viskoziteta.
Takve su tekućine poznate već godinama i zovu se superfluidima. Budući
da uopće nemaju viskoznosti, ponašaju se na neobičan način.
Kad ih se zamiješa, one se vrte zauvijek, za razliku od normalne
tekućine kojoj se vrtlog s vremenom istroši i nestane.
Prva dva superfluida znanstvenici su stvorili pomoću helija-4 il
helija-3. Da bi se pojavila njihova superfluidna svojstva, oba se
moraju rashladiti na temperaturu sasvim blizu apsolutnoj nuli (-273
?C).
Eun-Seong Kim i Moses Chan sa sveučilišta u Pennsylvaniji tvrde da su
smrznuti helij-4 uspjeli pretvoriti u superkrutinu, ili supersolid.
Uske kanale poroznoga oblika stakla (poznatoga kao Vycor) napunili su
helijem i smrznuli ga rashlađivanjem pod tlakom većim od šezdeset
atmosfera. Tako nastali disk helijem ispunjena stakla znanstvenici su
zavrtjeli. Na otprilike 0,175 ?C iznad apsolutne nule taj je disk
iznenada počeo rotirati s lakoćom - a upravo se to može očekivati ako
helij postane supersolid.
Isto se događa kad se tekući helij kao superfluid stavi u pore Vycora,
jer se neviskozna tekućina lakše okreće.
Kim i Chan kažu da je njihovo otkriće teško objasniti, a da se ne
pomisli na psotojanje supersolida. No John Beamish s kanadskoga
sveučilišta u Edmontonu kaže da će "njihova tvrdnja sigurno izazvati
kontroverze". Neki će se znanstvenici, na primjer, pitati je li možda
nešto tekućega helija ostalo na stjenkama pora Vycora i postalo
superfluidno pa disk zato rotira s lakoćom. No Kim i Chan tvrde da je
to malo vjerojatno.
Kvatna neobičnost
Kruti je helij i sam neobična supstanca. Na iznimno niskim
temepraturama njegovi se atomi ponašaju u skladu sa zakonitostima
kvantne mehanike pa se on zato, bez obzira na temperaturu, može
smrznuti samo ako je pod tlakom od najmanje 25 atmosfera. Kvantna
'krutina' koja tako nastane veoma je neodređena: za razliku od većine
smrznutih krutina, ona se može gnječiti poput gume, a pravilna
kristalna mreža atoma puna je praznina koje se kreću.
Kad tekući helij postane superfluid, zakoni kvantne mehanike djeluju
tako da se svi atomi kreću usklađeno, poput vojne postrojbe. Zato se,
kad jednom počne, tok superfluida ne može lako zaustaviti.
(Hina) vm