Ka mohio tatou ki nga ahuatanga katoa o te matū? Engari kia toru, rima rau
I tera tau, ka horahia e te hunga panui nga korero "kua puta mai he ahua o te mea," ka kiia ko te superhard, hei tauira, he pai ake, ahakoa he iti ake te reo Polish, superhard. I ahu mai i nga taiwhanga o nga kaiputaiao i te Massachusetts Institute of Technology, he momo whakahÄ e whakakotahi ana i nga ahuatanga o te totoka me te superfluids - i.e. wai me te kore pokey.
Kua matapaetia e nga tohunga ahupūngao te oranga o te supernatant, engari i tenei wa kaore ano kia kitea he rite ki te taiwhanga. Ko nga hua o te rangahau a nga kaiputaiao i te Massachusetts Institute of Technology i whakaputaina i roto i te retaata Nature.
"Ko te matÅ« e whakakotahi ana i te waikore me nga taonga totoka e whakahÄ ana i te whakaaro noa," ko te kaiarahi o te roopu a Wolfgang Ketterle, ahorangi mo te ahupÅ«ngao i MIT me te toa Nobel Prize 2001, i tuhi i roto i te pepa.
Hei whakamaarama i tenei ahua rereke o te matū, i rawekehia e te roopu a Ketterle te nekehanga o nga ngota i roto i te ahua tino totika ki tetahi atu momo matū e kiia nei ko te Bose-Einstein condensate (BEC). Ko Ketterle tetahi o nga tangata i kitea te BEC, i whakawhiwhia ki a ia te Tohu Nobel mo te Ahupūngao.
âKo te wero ko te taapiri i tetahi mea ki te condensate ka huri hei ahua ki waho o te 'mahanga ngota' ka whiwhi i nga ahuatanga o te totoka," ta Ketterle.
I whakamahia e te roopu rangahau nga kurupae laser i roto i te ruma korehau ultra-tiketike ki te whakahaere i nga nekehanga o nga ngota i roto i te condensate. Ko te huinga laser taketake i whakamahia ki te huri i te haurua o nga ngota BEC ki roto i tetahi waahanga rereke, waahanga quantum ranei. No reira, e rua nga momo BEC i hangaia. Ko te whakawhitinga o nga ngota i waenga i nga condensates e rua me te awhina o etahi atu kurupae laser i puta ai nga huringa hurihuri.
"Ko etahi atu lasers i whakarato i nga ngota ki te whakanui i te kaha mo te hono-orbit," ko ta Ketterle te korero. Ko te matÅ« ka puta, e ai ki te matapae a nga tohunga ahupÅ«ngao, he "superhard", i te mea ko te condensates me nga ngota conjugated i roto i te omi hurihuri ka tohuhia e te "whakarereketanga kiato" noa. ArÄ, ka mutu te kiato o te matÅ« te noho pÅ«mau. Engari, ka whai tauira wahanga rite ki te totoka tioata.
Ko etahi atu rangahau mo nga rawa tino pakari ka pai ake te maarama ki nga ahuatanga o nga wairere me nga kaikohikohiko, he mea nui kia pai te whakawhiti hiko. Ko nga Superhards pea te mea matua ki te whakawhanake i nga aukume whakahaere me nga pūoko pai ake.
Ehara i te ahua o te whakahiato, engari ko nga waahanga
He matÅ« te Ähua mÄrÅ rawa? Ko te whakautu a te ahupÅ«ngao hou ehara i te mea ngawari. Ka maumahara tatou mai i te kura ko te ahua-a-tinana o te matÅ« te ahua matua kei roto te matÅ« me te whakatau i ona ahuatanga taketake. Ko nga ahuatanga o te matÅ« ka whakatauhia e te whakaritenga me te whanonga o ona ngota ngota. Ko te wehewehenga tuku iho o nga ahuatanga o te rautau XNUMX e wehewehe ana e toru nga ahuatanga penei: totoka (totoka), wai (wai) me te hau (hau).
Heoi, i tenei wa, ko te waahanga o te matū he whakamaramatanga tika ake mo nga ahuatanga o te oranga o te matū. Ko nga ahuatanga o nga tinana i roto i nga ahuatanga takitahi ka whakawhirinaki ki te whakaritenga o nga ngota ngota (ngota ranei) e tito ai enei tinana. Mai i tenei tirohanga, ko te wehewehenga tawhito ki nga ahua o te whakahiato he pono mo etahi matū anake, i te mea kua whakaatuhia e te rangahau pūtaiao ko te mea i whakaarohia i mua ko te ahua kotahi o te whakahiato ka taea te wehewehe ki nga wahanga maha o te matū he rereke te ahua. whirihoranga matūriki. He waahi ano ka taea te whakariterite rerekee nga ngota ngota o te tinana kotahi i te wa kotahi.
I tua atu, i puta mai ko nga ahua totoka me te wai ka taea te whakatutuki i roto i nga momo huarahi. Ko te maha o nga wahanga o te matū i roto i te punaha me te maha o nga taurangi kaha (hei tauira, te pehanga, te mahana) ka taea te whakarereke me te kore he huringa kounga i roto i te punaha e whakaahuahia ana e te maapono wahanga Gibbs.
Ko te huringa o te wahanga o te matū ka hiahia te tuku, te whiwhinga kaha ranei - ka rite te nui o te hiko e rere ana ki waho ki te papatipu o te matū ka huri i te wahanga. Heoi ano, ka puta etahi waahanga whakawhiti kaore he whakaurunga hiko, he whakaputanga ranei. Ka whakatauhia e maatau te huringa o te waahanga i runga i te huringa o te hikoi i etahi rahinga e whakaahua ana i tenei tinana.
I roto i te whakarÅpÅ«tanga nui rawa atu i whakaputaina ki tenei ra, tata ki te rima rau nga whenua whakahiato. He maha nga matÅ«, ina koa he ranunga o nga momo matÅ« matÅ«, ka noho kotahi i roto i nga wahanga e rua, neke atu ranei.
Ko te tikanga ahupūngao o naianei e rua nga wahanga - he wai me te totoka, ko te wahanga hau tetahi o nga keehi o te wahanga wai. Kei roto i enei mea nga momo momo plasma, te wahanga supercurrent kua whakahuahia ake nei, me etahi atu ahuatanga o te matū. Ko nga wahanga totoka e tohuhia ana e nga momo tioata, me te ahua amorphous.
Topological zawiya
Ko nga purongo mo nga "ahua huihui" hou, nga waahanga uaua-ki-te tautuhi i nga rawa he repertoire o nga purongo putaiao i nga tau tata nei. I te wa ano, ehara i te mea ngawari te tuku kitenga hou ki tetahi o nga waahanga. Ko te matū totoka i whakaahuatia i mua ake nei he wahanga totoka, engari tera pea he rereke nga whakaaro a nga tohunga ahupūngao. I etahi tau ki muri i te whare taiwhanga whare wananga
I Colorado, hei tauira, i hangaia he topata mai i nga matūriki o te gallium arsenide - he wai, he mea totoka. I te tau 2015, he roopu kaiputaiao o te ao i aratakina e Cosmas Prasides i te Whare Wananga o Tohoku i Hapani te kitenga o te ahua hou o te matū e whakakotahi ana i nga ahuatanga o te insulator, superconductor, whakarewa, me te aukume, ka kiia ko te whakarewa Jahn-Teller.
He ahua whakahiato "hybrid" ano hoki. Hei tauira, karekau he hanga tioata te karaehe, no reira ka kiia he wai "supercooled". I tua atu - he tioata wai e whakamahia ana i etahi whakaaturanga; putty - polymer silicone, kirihou, rapa, he pakarukaru ranei, i runga i te tere o te whakarereke; he tino piri, he wai rere-whaiaro (i te wa i timata ai, ka haere tonu te waipuke kia pau ra ano te tuku wai ki te karaihe o runga); Ko te Nitinol, he koranu maumahara ahua nickel-titanium, ka whakatika i roto i te hau mahana, i te wai ranei ina piko.
Ko te whakarÅpÅ«tanga ka kaha ake. Ka whakakorehia e nga hangarau hou nga rohe i waenga i nga ahuatanga o te matÅ«. Kei te mahia nga kitenga hou. Ko nga toa o te Nobel Prize 2016 - David J. Thouless, F. Duncan, M. Haldane me J. Michael Kosterlitz - e hono ana i nga ao e rua: ko te matÅ«, ko te kaupapa o te ahupÅ«ngao, me te topology, he peka o te pangarau. I mohio ratou he whakawhitinga wahanga kore-tuku iho e pa ana ki nga hapa topological me nga waahanga kore-tuku iho o te matÅ« - nga waahanga topological. Na tenei i ara ake te tohenga o nga mahi whakamatautau me nga mahi ariÄ. Kei te tere tonu te rere o tenei horonga.
Kei te kite ano etahi i nga rauemi XNUMXD he ahua hou, ahurei o te matÅ«. Kua mohio matou ki tenei momo whatunga nano - phosphate, stanene, borophene, te mutunga, te graphene rongonui - mo nga tau maha. Ko nga toa o te Nobel Prize kua whakahuahia ake nei kua uru atu, ina koa, i roto i te tÄtaritanga topological o enei rauemi paparanga kotahi.
Ko te ahua o te putaiao tawhito o te ahua o te matū me nga wahanga o te matū kua roa te ahua. Kei tua atu i nga mea ka maumahara tonu tatou mai i nga akoranga ahupūngao.
