Ξεχάστε τα ραδιενεργά δαγκώματα των αραχνών, την έκθεση σε ακτίνες γάμμα, ή οποιοδήποτε άλλο ατύχημα που συναντάμε στα κόμικς με τον άνθρωπο αράχνη ή τον σούπερμαν: στον πραγματικό κόσμο, η κβαντική θεωρία είναι αυτή που σας δίνει υπερδυνάμεις.

Το ήλιον-2 θα σκαρφαλώσει τα τοιχώματα του δοχείου

Πάρτε για παράδειγμα το ευγενές αέριο ήλιο. Σε θερμοκρασία δωματίου, είναι προϊόν διασκέδασης: μπορείτε να γεμίσετε με αυτό μπαλόνια ή να το εισπνεύσετε και να μιλήσετε με μια τσιριχτή φωνή. Σε θερμοκρασίες όμως κάτω από τους 2 Kelvin, περίπου, είναι ένα υγρό και τα άτομα του διέπονται από τις ιδιότητες της κβαντομηχανικής. Τότε γίνεται ένα υπερρευστό.

Το υπερρευστό ήλιο σκαρφαλώνει στους τοίχους και ρέει προς τα πάνω σε πείσμα της βαρύτητας. Ωστόσο, το ίδιο συμπιέζεται μέσα σε εξωφρενικά μικρές τρύπες. Ξεφεύγει μάλιστα από την τριβή: βάλτε το υπερρευστό ήλιο σε ένα μπολ, θέστε το σε περιστροφή, και βλέπετε ότι το ήλιο σε αυτή την κατάσταση δεν μετακινείται, ενώ το κύπελλο περιστρέφεται από κάτω. Βάλτε σε ίδια κίνηση το υγρό και αυτό θα συνεχίσει να στρέφεται για πάντα.

Αυτό είναι διασκέδαση, αλλά δεν είναι ιδιαίτερα χρήσιμο. Το αντίθετο θα μπορούσε κάποιος να πει για τους υπεραγωγούς. Αυτά τα στερεά άγουν τον ηλεκτρισμό χωρίς αντίσταση, έτσι είναι πολύτιμα σώματα για τη μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας, για τη δημιουργία εξαιρετικά ισχυρών μαγνητικών πεδίων – για να θέσουμε σε κίνηση τα πρωτόνια γύρω τον Μεγάλο Επιταχυντή στο CERN, για παράδειγμα – αλλά και για τις αιωρούμενες υπερταχείες αμαξοστοιχίες.

Δεν ξέρουμε ακόμη πώς δουλεύουν όλοι οι υπεραγωγοί, αλλά φαίνεται ότι η αρχή της αβεβαιότητας παίζει κάποιο ρόλο. Σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, η ορμή των μεμονωμένων ατόμων ή των ηλεκτρονίων σε αυτά τα υλικά είναι πολύ μικρή και γνωστή με πολύ ακρίβεια, οπότε η θέση του κάθε ατόμου είναι εξαιρετικά αβέβαιη. Στην πραγματικότητα, αρχίζουν να επικαλύπτονται μεταξύ τους, σε σημείο όπου δεν μπορείτε να τα περιγράψετε ξεχωριστά. Θα αρχίσουν να ενεργούν ως ένα υπερ-άτομο ή σαν υπερ-ηλεκτρόνιο που κινείται χωρίς τριβή ή αντίσταση.

Ωστόσο, όλα αυτά δεν είναι τίποτα όσον αφορά την παραξενιά σε σύγκριση με ένα υπερστερεό. Το μόνο γνωστό τέτοιο παράδειγμα είναι το στερεό ήλιο που ψύχεται κοντά στον ένα βαθμό πάνω από το απόλυτο μηδέν και με περίπου 25 φορές την κανονική ατμοσφαιρική πίεση.

Υπό αυτές τις συνθήκες, οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων του ηλίου είναι ασθενείς, και κάποιοι σπάνε αφήνοντας ένα δίκτυο από «κενές θέσεις» που συμπεριφέρονται σχεδόν σαν τα πραγματικά άτομα. Υπό κατάλληλες συνθήκες, οι εν λόγω κενές θέσεις σχηματίζουν ένα υγρό σαν το συμπύκνωμα Bose-Einstein. Αυτό, υπό ορισμένες συνθήκες, περνά μέσα από το πλέγμα του κανονικού ηλίου – που σημαίνει ότι τα στερεά ρέουν, σαν το φάντασμα, μέσα από τον ίδιο τους τον εαυτό.

Τόσο ασυνήθιστη είναι αυτή η υπερδύναμη που ο φυσικός Moses Chan μαζί με τον μεταπτυχιακό φοιτητής του Eun-Seong Kim στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια έλεγχαν και ξανά έλεγχαν τα στοιχεία τους για το στερεά ήλιο για τέσσερα χρόνια, πριν τελικά τα δημοσιεύσουν το 2004.

"Είχα μικρή εμπιστοσύνη ότι θα δούμε αυτό το αποτέλεσμα”, λέει ο Chan. Παρ’ όλα αυτά, οι ερευνητές έχουν δει νύξεις ότι κάθε κρυσταλλικό υλικό θα μπορούσε να πεισθεί ώστε να εκτελέσει ένα τέτοιο κατόρθωμα σε θερμοκρασίες μόλις ένα κλάσμα πάνω από το απόλυτο μηδέν. Ούτε ο σούπερμαν δεν μπορεί ακόμη να το κάνει.

Από την ιστορία

Το γεγονός ότι το ήλιο μετατρέπεται σε υπερρευστό ανακαλύφθηκε, μεταξύ των άλλων, από τον Piotr Kapitsa στο τέλος της δεκαετίας του 30. Το φαινόμενο ερμηνεύθηκε σχεδόν αμέσως από τον Lev Landau ο οποίος πήρε και βραβείο Nobel 1962 για την ανακάλυψη αυτή. (Ο Kapitsa βραβεύτηκε το 1978. Η μετατροπή του 4He από κανονικό ρευστό σε υπερρευστό που συμβαίνει σε θερμοκρασία 2 βαθμών πάνω από το απόλυτο μηδέν, είναι το πρώτο παράδειγμα της συμπύκνωσης Bose-Einstein. Πρόσφατα έχει παρατηρηθεί και σε διάφορα αέρια.

Η μετατροπή του 3He σε υπερρευστό επιτεύχθηκε μόλις το 1970 από τους D. Lee, D. Osheroff και R.Richardson (Nobel 1996). Μία από τις αιτίες που καθυστέρησε η ανακάλυψη αυτή είναι η θερμοκρασία υγροποίησης του 3He είναι πολύ χαμηλή, μερικά χιλιοστά του βαθμού. Παρ΄ ότι το 3He διαφέρει κβαντικά από το 4He και δεν μπορεί να κάνει συμπύκνωση Bose-Einstein το φαινόμενο ήταν αναμενόμενο. Ανάλογα με την θεωρία της υπεραγωγιμότητας των Bardeen Cooper και Schrieffer σχηματίζονται ζεύγη Cooper από δυο πυρήνες ηλίου.

Πηγή.

 

Δημοφιλή

«Αθάνατο» φυτό ζει 40 χρόνια σε μπουκάλι χωρίς αέρα και νερό!
Πώς λειτουργεί αυτός ο παράξενος «κήπος» και το καταπράσινο φυτό συνεχίζει εδώ
Το διαζύγιο του χωροχρόνου
Είστε έτοιμοι για τη μαζική κρυφή πραγματικότητα που υπόσχεται η υπερσυμμετρία;
Ο μικρότερος ηλεκτροκινητήρας του κόσμου αποτελείται από ένα και μόνο μόριο
Χημικοί του πανεπιστημίου Tufts κατασκεύασαν το μικρότερο ηλεκτρικό μοτέρ στον
Daniel Cohn-Bendit (Ελληνικοί υπότιτλοι)
Ο Ντανιέλ Κον-Μπεντίτ είναι Γερμανός πολιτικός, γαλλογερμανικής καταγωγής και
Everything is OK
Η ομάδα του Everything is OK σε ένα κολάζ από διάφορες περιπέτειες τους
Χάρρυ Κλυνν: Είμαστε Έλληνες ρε;
Πείτε μου τι στο διάολο είμαστε και ανεχόμαστε αυτόν τον... αρχιηλίθιο, αυτό το
Πληροφορίες μετατρέπονται σε ενέργεια
energy
Για πρώτη φορά, επιστήμονες κατάφεραν να μετατρέψουν πληροφορίες σε καθαρή
Το μοναδικό συμπέρασμα
pasok
Ας είμαστε ειλικρινείς. Τα αποτελέσματα των τελευταίων δημοσκοπήσεων που δίνουν
Μετάδοση δεδομένων σε χρόνο dt
Ολοκληρώθηκε η ανάπτυξη μιας νέας επαναστατικής τεχνολογίας μεταφοράς
Νίκησε τον «υπέροχο άνθρωπο»
Τριάντα οκτώ άτομα της μυστηριώδους αντιύλης είχαν για ένα κλάσμα του
Τεχνητή ωοθήκη
Την πρώτη τεχνητή ωοθήκη δημιούργησαν ερευνητές του Πανεπιστημίου Μπράουν
Τι έλεγε ο Γιωργάκης προεκλογικά
?????????? ?????
Είμαι εδώ για να σας πω ρεαλιστικά, πως μπορούμε να αλλάξουμε τα
Δήλωση δωρητή σώματος
Για να φανεί σε κάτι χρήσιμο το κουφάρι μας...  
Χώσ'τα Τζιμάρα
Σωστός ο Τζιμάκος    

Τελευταία Άρθρα

"Η μάχη των Αθηνών" - Μία έντιμη επανάσταση στο Tennessee
"Η μάχη των Αθηνών" - Μία έντιμη επανάσταση στο Tennessee
Μία πόλη που ιδρύθηκε το 1822 στο McMinn County,
Το σκουλήκι που αποκεφαλίζεται αλλά τα θυμάται όλα
Το σκουλήκι που αποκεφαλίζεται αλλά τα θυμάται όλα
Βοστόνη, Μασαχουσέτη H Μαρία Αντουανέτα, θύμα της
Οι Ρώσοι σχεδιάζουν αποικία στη Σελήνη
Οι Ρώσοι σχεδιάζουν αποικία στη Σελήνη
Την εκτόξευση δύο συσκευών καθόδου στη Σελήνη,
Πιο κοντά στους κβαντικούς υπολογιστές
Πιο κοντά στους κβαντικούς υπολογιστές
Το περσινό βραβείο Nobel Φυσικής (2012)
Γιατί δεν σέβομαι την θρησκεία σου και τους εκπροσώπους της
Γιατί δεν σέβομαι την θρησκεία σου και τους εκπροσώπους της
Έπινα ένα κόκκινο κρασί και άκουγα jazz με έντονο