ของแข็งควรจะเป็นสถานะที่เชื่อถือได้ของสสารในปรากฏการณ์ที่เรียกว่า supersolidity ฮีเลียมที่เป็นของแข็งจะไหลผ่านตัวมันเองSHANE L. JOHNSONซูเปอร์ฮีเลียม ภายใต้สภาวะปกติ ฮีเลียม-4 เป็นก๊าซ แต่ที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์ ฮีเลียม-4 สามารถอยู่ในเฟสอื่นได้ เฟส superfluid ได้รับการศึกษามานานแล้ว นักวิทยาศาสตร์กำลังสำรวจระยะ supersolid ที่น่าจะเป็นไปได้E. KIM และ MHW CHAN/SCIENCE 2004
CRYSTAL PURITY นักวิจัยในปารีสได้ปลูกผลึกฮีเลียม
ที่เป็นของแข็งในออสซิลเลเตอร์บิดแบบโปร่งใส ในซีรีย์ยอดนิยม ผลึกบริสุทธิ์เพียงก้อนเดียวเติบโตอย่างช้าๆ ที่อุณหภูมิประมาณ 25 มิลลิเคลวิน ด้านล่าง คริสตัลโพลีคริสตัลที่มีความผิดปกติสูงจะเติบโตอย่างรวดเร็วที่ 600 มิลลิวินาที การเฝ้าดูผลึกเหล่านี้พัฒนาขึ้น นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะหยอกล้อว่า supersolidity เกิดขึ้นในฮีเลียมบริสุทธิ์หรือไม่ หรือต้องมีข้อบกพร่องเพื่อให้ของแข็งเริ่มไหล
X. ROJAS, A. HAZIOT, J. WEST, M. CHAN, S. BALIBAR/ENS PARIS
บทบาทของข้อบกพร่อง นักวิจัยหลายคนคิดว่าพฤติกรรม supersolid อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของข้อบกพร่องของอะตอมผ่านโครงผลึกของของแข็ง ในข้อบกพร่องประเภทหนึ่งทั่วไปที่เรียกว่าความว่าง อะตอมจะหายไปในโครงตาข่าย (ซ้าย) ในอีกทางหนึ่งเรียกว่าความคลาดเคลื่อน แถวอะตอมทั้งหมดจะถูกตัดทอน ทำให้โครงสร้างที่เหลือบิดเบี้ยวตามนั้น
ที่มา: (ซ้าย) AR BARRON และ C. SMITH/CONNEXIONS 2010; (ขวา) NDT EDUCATION RESOURCE CENTER
ก๊าซมีความผันผวนและลอยตัวและขยายตัวเพื่อเติมพื้นที่ว่างที่มีอยู่ ของเหลวยังจะหล่อหลอมตัวเองให้เป็นรูปทรงใดก็ได้ ตั้งแต่ขวดโซดาไปจนถึงสระว่ายน้ำ แม้ว่าของแข็งจะแน่วแน่และไม่ยอมอ่อนข้อ มั่นคงและพึ่งพาได้ เช่น กระแสน้ำขึ้นและลง คำแนะนำของดาวเหนือ หรือความรักของสุนัข
แต่ความจริงแล้วอาจกลายเป็นว่าไม่เป็นความจริง
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักฟิสิกส์ได้เรียนรู้เกี่ยวกับของแข็งที่ไม่เป็นไปตามกฎตายตัว ภายในของแข็งนี้ — ฮีเลียมที่อุณหภูมิต่ำมาก — อะตอมบางตัวดูเหมือนจะออกจากตำแหน่งที่กำหนดไว้อย่างเข้มงวดและเริ่มเคลื่อนที่ผ่านวัสดุที่เหลือโดยไม่มีการเสียดสี โดยพื้นฐานแล้ว อะตอมเป็นของแข็งและของเหลวพร้อมกัน และวัสดุจะเลื่อนผ่านตัวมันเอง
กัปตัน Star Trekอาจคุ้นเคยกับการเปลี่ยนรูปร่างดังกล่าว แต่นักวิจัยบนโลกไม่เป็นเช่นนั้น นับตั้งแต่มีการอธิบายปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “supersolidity” นักฟิสิกส์ได้พยายามอธิบายสิ่งที่อาจเกิดขึ้นภายในวัสดุที่เปลี่ยนแปลงได้
จอห์น บีมิช นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตาในเมืองเอดมันตัน ประเทศแคนาดา กล่าวว่า คนส่วนใหญ่อาจคิดว่าสิ่งนี้จะชัดเจนใน 18 เดือน “เป็นเรื่องน่าประหลาดใจที่ห้าปีต่อมาเรายังไม่แน่ใจ – ซึ่งกำลังบอกคุณว่ามันซับซ้อนกว่าที่เราคิด”
การศึกษาบางชิ้นแนะนำว่าการสังเกตที่ครั้งหนึ่งเคยมีสาเหตุมาจากความเป็น supersolidity อาจเป็นผลมาจากวัสดุที่มีพฤติกรรมแปลกประหลาดด้วยเหตุผลอื่น อย่างไรก็ตาม งานล่าสุดดูเหมือนจะเสริมความแข็งแกร่งให้กับกรณีของ supersolidity ในขณะที่นักทฤษฎีก้าวไปข้างหน้าพร้อมคำอธิบายว่าข้อบกพร่องภายในผลึกสามารถก่อให้เกิดพฤติกรรมแข็งเกินไปได้อย่างไร นักทดลองกำลังสร้างอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการใหม่เพื่อพยายามระบุสิ่งที่เกิดขึ้นจริงกับปริศนาพิเศษนี้
ความตื่นเต้นในสนามสูงเพราะสิ่งที่อยู่ในความเสี่ยง supersolidity ไม่เพียง แต่เป็นพฤติกรรมทางวัตถุรูปแบบใหม่ทั้งหมด แต่ยังเป็นอาณาเขตรางวัลโนเบลอีกด้วย การศึกษาของ superfluidity ซึ่งเป็นลูกพี่ลูกน้องที่แก่กว่าของ supersolidity ได้รวบรวมโนเบลหลายชุด
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
