Как сообщает издание Live Science, группа физиков провела эксперимент, который расширяет понимание экстремальных состояний материи. Им удалось не только получить сверхтвердое тело из сверхтекучей жидкости, но и впервые наблюдать обратимый переход между этими двумя фазами.

^{Изображение предоставлено Кори Дином, Колумбийский университет}

Объектом исследования стали экситоны — квазичастицы, объединяющие электрон и электронную дырку. Ученые создали из них сверхтекучую жидкость, охладив систему до температур чуть выше абсолютного нуля. В таком состоянии вещество течет без малейшего трения.

Затем физики пошли дальше. Они продолжили охлаждать экситонную «смесь». При температуре между 1,5 и 4 градусами Цельсия выше абсолютного нуля произошло нечто новое. Сверхтекучесть сменилась изолирующей фазой с упорядоченной структурой, но при этом, как полагают специалисты, сохранившей нулевую вязкость. Иначе говоря, она превратилась в то, что теоретики называют сверхтвердым телом. И что важно — переход оказался обратимым. При изменении условий экситоны снова возвращались в сверхтекучее состояние.

Раньше для создания сверхтвердых состояний ученые применяли дополнительные ухищрения: внешние поля, лазеры, давление. Здесь же фазовый переход случился как бы сам собой, что физики и называют главным прорывом. «Наблюдение изолирующей фазы, которая плавится, переходя в сверхтекучесть, является беспрецедентным», — отметил соавтор работы Цзя Ли (Jia Li) из Техасского университета.

Сейчас команда, в которую входит физик Кори Дин (Cory Dean) из Колумбийского университета, исследует границы этого нового состояния. Они ищут способы его прямого измерения и тестируют другие материалы. Эти опыты не только углубят фундаментальные знания, но и в перспективе могут указать путь к практическому использованию сверхтвердых веществ.