Φυσικοί δημιουργούν «υπερστερεό» ήλιο, μια νέα κατάσταση της ύλης

36

Σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν και υπό υψηλή πίεση, το ήλιο στερεοποιείται, αλλά παραδόξως συμπεριφέρεται σαν υγρό που κυλά χωρίς καθόλου τριβές, διαπιστώνουν Αμερικανοί ερευνητές. Αυτό που παρατήρησαν είναι πιθανώς μια νέα κατάσταση της ύλης.

Σε δημοσίευσή τους στο περιοδικό Nature την Πέμπτη, οι επιστήμονες του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια υποστηρίζουν ότι το πείραμά τους είναι το πρώτο που δείχνει ότι τα στερεά μπορούν να μεταπίπτουν σε μια «υπερκατάσταση», όπως είναι γνωστό ότι συμβαίνει στα υγρά και τα αέρια.

Όπως εξηγεί το Γαλλικό Πρακτορείο Ειδήσεων, η Γιουν-Σεονγκ Κιμ και ο συνάδελφός της Μόουζις Τσαν διοχέτευσαν υγρό ήλιο σε μια γυάλινη πλάκα με μικροσκοπικούς πόρους, η οποία είχε τοποθετηθεί σε αεροστεγές δοχείο που ψύχθηκε σχεδόν στο απόλυτο μηδέν (-273 βαθμούς Κελσίου).

Όταν η πίεση μέσα στο δοχείο αυξήθηκε πάνω από τις 40 ατμόσφαιρες, το ήλιο μετατράπηκε σε στερεό, το οποίο όμως κινούνταν χωρίς τριβές, όπως συμβαίνει στα υπερευστά.

Στα υπερευστά όλα τα άτομα βρίσκονται στην ίδια κβαντική κατάσταση -αν κινηθεί ένα, το ακολουθούν όλα τα υπόλοιπα. Τα υπερευστά έχουν μηδενικό ιξώδες και αν ανακατευτούν δεν σταματούν ποτέ να κινούνται, λόγω της απουσίας τριβών. Το υπερευστό ήλιο, για παράδειγμα, μπορεί να αναρριχάται στα τοιχώματα δοχείων και να υπερχειλίζει.

Η υπερευστότητα οφείλεται σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται «συμπύκνωση Μπόους – Αϊνσταϊν»: σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, όλα τα άτομα εισέρχονται στην ίδια κβαντομηχανική κατάσταση.

Το φαινόμενο είχε παρατηρηθεί και σε αέρια, όχι όμως σε στερεά. «Φαίνεται ότι παρατηρήσαμε, για πρώτη φορά, ένα στερεό υλικό με τα χαρακτηριστικά υπερευστού» υποστηρίζουν τώρα οι Αμερικανοί ερευνητές.

«Αν αυτή η συμπεριφορά επιβεβαιωθεί, θα υπάρχουν αρκετά ερωτήματα για τη φύση και τις ιδιότητες του υπερστερεού ήλιου για να κρατούν απασχολημένους τους πειραματικούς και θεωρητικούς φυσικούς για πολύ καιρό» αναφέρει σε άρθρο σχολιασμού στο ίδιο τεύχος του Nature o Τζον Μπίμις του Πανεπιστημίου της Αλμπέρτα.

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ