Sains, ketika diajarkan di sekolah, berbicara tentang empat keadaan materi: padat, cair, gas, dan plasma. Namun, baru-baru ini, para ilmuwan telah menciptakan zat yang menyerupai kristal padat saat mengalir sebagai cairan super.
Bahan supersolid hadir dengan sifat-sifat cairan dan padatan kristal. Ini telah dibuat oleh dua kelompok independen Amerika dan Orang Swiss ilmuwan dan diterbitkan dalam edisi yang sama Alam. Tim Swiss milik Institute for Quantum Electronics (IQE) di ETH, Zurich, sementara tim Amerika, yang dipimpin oleh fisikawan pemenang Hadiah Nobel Wolfgang Ketterle, milik Institut Teknologi Massachusetts.
Perlombaan untuk menciptakan supersolid telah berlangsung cukup lama. Supersolid yang dirancang bukanlah zat yang dipegang tangan; karena hanya ada di lingkungan ruang vakum ultra dingin.
Sambil berbicara tentang kemajuan, Wolfgang Ketterle berkata:
“Tujuan kami adalah menemukan bahan baru dengan properti baru, yang bahkan orang tidak tahu adalah mungkin. Kami ingin membuat bahan yang belum pernah ada di Bumi. “
Cairan Helium-4, ketika didinginkan hingga kisaran dua derajat mendekati nol absolut, tidak dapat terkandung dalam wadah terbuka ketika mulai mengalir ke bawah dinding. Pada tahun 1937, materi itu menyadari bahwa itu superfluid. Para ilmuwan telah bertanya-tanya tentang keberadaan supersolid sejak 1950-an. 60 tahun telah berlalu sejak itu, dan para ilmuwan akhirnya menciptakan super solid.
Kedua tim menciptakan materi supersolid secara berbeda. Atom pertama kali dikonversi menjadi “Bose-Einstein condensate,” gas yang sangat dingin yang terbuat dari atom dengan jumlah elektron genap. Atom yang memiliki jumlah elektron genap memiliki sifat mekanika kuantum di mana mereka memiliki nilai spin bilangan bulat. Atom-atom ini disebut boson, dan menurut hukum fisika, atom-atom ini dapat menempati ruang yang sama. Pada skala makroskopis, gas-gas ini mengalir tanpa hambatan. Ketterle adalah salah satu orang pertama yang membuat kondensat Bose-Einstein, dan inilah alasan mengapa ia memenangkan Hadiah Nobel.
Kondensat Bose-EinsteinSumber: Quantum Munich
Kondensat Bose-Einstein memiliki sifat superfluid. Para ilmuwan menggunakan laser untuk mengubah cairan super menjadi super padat, mengubah pemintalan setengah atom dalam zat tersebut. Bahannya terbuat dari atom natrium, dan laser menciptakan dua kondensat Bose-Einstein yang berbeda secara bersamaan. Kedua jenis bahan memiliki kerapatan yang bervariasi dalam garis-garis. Ketika laser menyerang material, maka itu tercermin pada kotak kaca.
Pengaturan eksperimental ketterleSumber: MIT
Tim Swiss mengerjakan masalah ini sedikit berbeda. Alih-alih natrium, mereka menggunakan rubidium, dan kondensat Bose-Einstein ditempatkan di antara cermin di mana foton memantul bolak-balik. Foton-foton ini menyebabkan cahaya tersebar di antara atom kondensat, menyebabkan mereka membentuk pola kristal biasa.
ETH, pengaturan tim ZurichSumber: ETH Zurich
Kedua kelompok mempublikasikan temuan mereka dalam jumlah yang sama Alam Rabu, 8 Maret.
Sampai sekarang, tampaknya tidak ada gunanya untuk bahan yang hanya ada dalam ruang hampa udara yang sangat dingin, tetapi itu memberi kita pemahaman yang mendalam tentang fisika dan cara kerja alam semesta, yang jelas tidak dibagi sebagai benda padat, cair, gas, dan plasma. . Ketterle, bagaimanapun, mengharapkan lebih banyak,
“Apa yang memotivasi kami adalah bahwa begitu memungkinkan, orang-orang tahu bahwa hukum alam memungkinkan kami membuat bahan-bahan tersebut. Kami berharap bahwa dalam 10 hingga 20 tahun akan memengaruhi desainer material untuk melangkah lebih jauh, dan mungkin menciptakan supersolid yang ada di luar ruang vakum. ”
Kami sangat menghargai umpan balik Anda di bagian komentar di bawah ini.
