-
超固態
鎖定
超固態簡介
美國科學家曾宣稱他們可能發現了物質存在的新狀態-超固態(或超固體)。如果他們的發現是正確的話,那麼他們所見到的則是一種十分奇異的物質狀態。該狀態下的物質為一種固態晶體,但令人驚訝的是,它能像滑潤的、無粘性的液體那樣流動。
超固態研究歷史
2004年,韓國科學和技術先進研究所的金恩盛(音譯)和美國賓夕法尼亞州立大學的摩西·陳在《自然》雜誌上報告稱,他們對冷卻後的液態氦施壓直至原子被迫進入晶格中,然後讓一個填滿了這種固體氦的滾筒先朝一個方向旋轉,再朝反方向旋轉,如此反覆。當該滾筒被冷卻時,會更加頻繁地轉換旋轉方向。他們推測,這是因為有些氦變成了無摩擦力的超固態,減少了同滾筒一起旋轉的氦的質量,使滾筒能更快地改變方向。
但美國康乃爾大學的約翰 雷普對此解釋提出了質疑。雷普認為,滾筒能在更低温度下更快地轉換方向是因為氦已經變成了不穩定的“量子塑料”――一種科學家以前並不知曉、有別於超固態的物質相位。他表示,是“量子塑料”增加的彈性讓滾筒更容易改變其旋轉方向。
為了驗證雷普的説法是否正確,金恩盛將滾筒放置在一個更大的裝置中,並讓這種裝置僅朝一個方向旋轉,而其內部的滾筒則跟之前實驗一樣,先朝一個方向旋轉,再朝反方向旋轉。他認為,彈性應該只能影響滾筒改變其旋轉方向的頻率,如果固態氦是量子塑料,那麼,外部添加一個大的裝置並不會改變結果。
然而,金恩盛的研究團隊發現,實驗結果出現了變化,隨着温度下降,滾筒旋轉方向改變的頻率並沒有加快。他表示,最好的解釋就是氦變成了超固體,因為在一個超固體中,持續的旋轉應該導致渦系形成(如同液體中出現的一樣),從而干擾物質的量子屬性,並且減少超固態物質。
與此同時,西班牙加泰羅尼亞理工大學的雅洛斯拉弗 路特斯希恩和同事在最近的研究中也發現了超固態存在的更進一步證據。他們表示,超固體氦之所以流動是因為在晶格中形成了洞。該團隊試驗了這些洞在不同壓力下形成的可能性,結果證明,洞形成的壓力同金恩盛實驗中確認超固態氦出現比例最大時的壓力最匹配,這説明金恩盛的實驗的確提供了確鑿的證據(儘管並非全部證據)表明固體氦中包含超固體。
超固態存在部位
- 參考資料
-
- 1. 全新物質形態成真:固體金屬態氫證實存在 .新浪[引用日期2016-01-11]
- 2. 新證據表明超固體可能真的存在 .cntv[引用日期2016-01-11]
- 3. 物質的第五態 .未來網[引用日期2016-01-11]
- 4. 是固體卻能流動 物質可能存在超固態 .人民網[引用日期2016-01-11]