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XNUMX차원 초결정 양자 가스

28.08.2021

물질의 알려진 기본 상태인 고체, 액체, 기체 및 플라즈마 상태 외에도 상상이나 실험실에서만 얻을 수 있는 더 많은 이국적인 상태가 있습니다. 초결정으로 알려진 이러한 상태 중 하나는 몇 년 전에 과학자들의 상상력을 "끌어냈고" 최근에야 과학 역사상 처음으로 인스부르크 대학의 연구원들이 이러한 초결정을 만들 수 있었습니다. 더욱이 그들의 실험실은 훨씬 더 이국적인 형태로 XNUMX차원 초결정 양자 결정 가스 형태로 존재합니다.

초결정은 이름에서 짐작할 수 있는 것과는 조금 다릅니다. 기본적으로 초결정의 원자는 물질의 일반적인 결정 형태와 마찬가지로 고체 결정 구조를 형성합니다. 그러나 이와 병행하여 원자는 움직일 수 있습니다. 초결정은 초유체 또는 초유체라고도 하는 것처럼 점도가 1960인 상태로 흐를 수 있습니다. 이것은 역설과 매우 유사하지만 이론적으로 이러한 형태의 물질의 존재 가능성은 2017년대로 거슬러 올라가며, XNUMX년에 첫 번째 실험적 확인을 받았습니다.

일부 연구자 그룹은 소위 보스-아인슈타인 응축물(BEC)을 사용하여 작은 초결정을 형성하는 데 성공했습니다. 이 응축물은 초저온으로 냉각된 원자 구름입니다. 그리고 그러한 물질 상태에서 양자 특성이 전면에 나타나며 일반적으로 그렇게 큰 규모로 나타나지 않습니다. 주요 특징 중 하나는 비편재화(delocalization)라는 양자 현상 덕분에 응축수 구름을 구성하는 모든 원자가 구름의 모든 지점에 동시에 존재한다는 것입니다.

이전 실험에서 초결정의 결과 입자는 너무 작아 조건부로 XNUMX차원으로 간주될 수 있었고, 이로 인해 초결정의 원자는 한 방향으로만 흐를 수 있었습니다. 인스부르크 그룹은 디스프로슘 원자로 구성된 보스-아인슈타인 응축물을 사용하여 초결정에 또 다른 차원을 부여했습니다. 이 원자들 사이의 자기적 상호작용으로 인해 원자들이 XNUMX차원 격자에서 노드로 정렬되는 "방울"로 조립되었습니다.

연구를 수행하면서 과학자들은 이미 그들이 만든 시스템에서 XNUMX차원 초결정에서 이상한 소용돌이가 때때로 물방울 사이의 빈 영역에 나타난다는 것을 알아차릴 수 있었습니다. 이러한 현상은 이미 이론상 이미 설명되어 있고, 소용돌이의 발생은 초유체 현상의 결과 중 하나이며, 이 경우도 과학자들이 이 모든 것을 스스로 관찰할 수 있었던 것은 과학 역사상 처음 있는 일입니다. 눈.

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