Сверхпроводимость, сверхтекучесть, недавно - сверхсмазывание (или сверхскольжение), а теперь - сверхтвёрдость. Уже четвёртый из списка суперспособностей материалов. Группа китайских физиков из нескольких институтов впервые в мире наблюдала материал в сверхтвердой фазе материи. Статья об их исследовании была опубликована в журнале Nature.
Сверхтвердое тело — это материал, который одновременно обладает свойствами твердого тела и сверхтекучести, то есть его частицы могут свободно перемещаться без трения. Теоретическая возможность существования таких материалов была предсказана еще в 1970-х годах Энтони Леггеттом, но до сих пор их не удавалось найти в природе или синтезировать в лаборатории.
Чтобы создать сверхтвердое тело, исследователи использовали соединение NBCP (ниобий-бор-углерод-фосфор), которое обладает уникальной структурой атомов, расположенных в треугольных решетках. Подвергая NBCP воздействию магнитного поля, ученые обнаружили, что все его атомы начинают вращаться в одном направлении. Однако когда магнитное поле снимается, атомы стремятся ориентироваться со спином, противоположным спину их соседей, но из-за ограниченности возможных ориентаций в треугольной структуре возникает эффект «разочарования».
Это наблюдение показало, что при правильных условиях NBCP может существовать как супертвердое тело. Чтобы создать такие условия, ученые построили специальный прибор для измерения магнитокалорического эффекта, который позволил им составить карту энтропийного состояния вещества. Сравнив полученные результаты с теоретическими расчетами, исследователи убедились, что находятся на правильном пути.
Для окончательного подтверждения сверхтвердого состояния вещества ученые провели нейтронографические измерения и сравнили их с теоретическими предсказаниями. Результаты подтвердили, что NBCP действительно переходит в сверхтвердое состояние при определенных условиях.
Источник:
Юнсен Сян и др., Гигантский магнитокалорический эффект в кандидате в спиновое сверхтвердое вещество Na2BaCo(PO4)2 (Junsen Xiang et al, Giant magnetocaloric effect in spin supersolid candidate Na2BaCo(PO4)2), Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-023-06885-w
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!