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  • 在bt365手机app的基利安法院凯特勒组。图为从左至右:FURKANçağrı顶部,钧儒里,肖恩burchesky,艾伦O操作。贾米森,沃尔夫冈·克特勒,鲍里斯shteynas,伍杰黄和李jeongwon。

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  • 此图显示了所使用的克特勒组来创建超固体的设备。

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MIT的研究人员创造新的物质形态

在bt365手机app的基利安法院凯特勒组。图为从左至右:FURKANçağrı顶部,钧儒里,肖恩burchesky,艾伦O操作。贾米森,沃尔夫冈·克特勒,鲍里斯shteynas,伍杰黄和李jeongwon。

超固体是晶体和超流在同一时间。


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MIT物理学家已经创建一个新的物质形式,一个超固体,它结合了固体的性质与那些超流体。

通过使用激光来操纵称为玻色 - 爱因斯坦凝聚超流体气体,该团队能够将冷凝哄物质的量子相,其具有刚性结构 - 像一个固体 - 并且可以在不粘性流动 - 的一个关键特性超流体。研究为物质的这种明显矛盾的阶段可能会产生更深入地了解超流体和超导体,这是在技术改进,如超导磁体和传感器,以及高效的能源运输的重要。研究人员在本周报告其结果杂志 性质.

“这是违反直觉有它结合了超流动性和坚固的材料,”团队负责人沃尔夫冈·克特勒,约翰d说。在bt365手机app物理学教授麦克阿瑟。 “如果你的咖啡是超流体和你搅拌它,它会永远继续不停地旋转。”  

物理学家曾预测超固体的可能性,但在实验室中并没有观察到它们。他们推测,固态氦可能成为超流氦是否能原子在氦气的固晶走动,有效地成为超固体。然而,实验证明仍然遥遥无期。

小组使用的激光冷却和蒸发冷却方法中,通过最初克特勒共同开发的组合,以冷却钠原子纳开尔文的温度。钠的原子被称为玻色子,它们的偶数核子和电子。当冷却到接近绝对零度,玻色子形成稀气体的超流状态,称为玻色 - 爱因斯坦凝聚,或BEC。 

凯特勒共同发现BECS - 为此,他与物理学中的2001年诺贝尔经济学奖认可的发现。

“面临的挑战是现在的东西添加到BEC,以确保它开发出一种形状或形式超越‘原子陷阱’,这是一个坚实的决定性特征的形状,”解释凯特勒。

翻转旋转,寻找条纹

来创建超固体状态,该球队操纵利用激光束的BEC的原子的运动,引入“自旋 - 轨道耦合”。

在他们的超高真空室,小组使用一组初始激光器的一半的冷凝物的原子转换成不同的量子态,或旋,基本上创建两个玻色 - 爱因斯坦凝聚的混合物。附加的激光束,然后转移两个缩合物之间的原子,被称为“自旋翻转”。

“这些额外的激光器给了‘自旋翻转’原子的额外踢实现自旋轨道耦合,”凯特勒说。

物理学家曾预言一个自旋轨道耦合玻色 - 爱因斯坦凝聚将是一个超固体由于自发的“密度调制。”等的结晶固体,超固体的密度是不再恒定,而是具有波纹或波浪状图案被称为“条纹相。” 

“最难的部分是观察这个密度调制,”钧儒里,bt365手机app的研究生谁在发现工作说。这个观察结果与另一激光,光束其中由密度调制衍射来实现的。 “为超固体配方是非常简单的,”李补充说,“但它是一个很大的挑战精确对准所有激光束,并获得稳定的一切来观察条纹相。”

映射出自然界中什么是可能的

目前,该超固体只存在于超高真空条件下非常低的温度。展望未来,该团队计划开展超固体和自旋轨道耦合,表征和理解他们创造了物质的新形式的特性进一步的实验。

“我们的冷原子,我们都映射出什么本质上是可能的,”解释凯特勒。 “现在我们已经通过实验证明,理论预测超固体是正确的,我们希望鼓励进一步研究,可能与不可预知的结果。”

几个研究小组正在处理实现第一个超固体。在同样的问题 性质在瑞士的一组报告的转动玻色 - 爱因斯坦凝聚成超固体与反射镜的帮助下,其中由原子收集激光散射的另一种方式。 “同时实现由两组显示了兴趣有多大是物质的这种新形式,说:”凯特勒。

凯特勒的团队成员包括研究生钧儒里,鲍里斯shteynas,FURKANçağrı顶部,伍杰黄;本科肖恩burchesky;和博士后jeongwon李和艾伦O操作。贾米森,他们都是bt365手机app电子研究实验室的同事。

这项研究是由美国国家科学基金会,美国空军科学研究办公室,军队研究办公室资助。


主题: 研究, 物理, 科学学院, 电子研究实验室

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