Звышцякучае цвёрдае цела

Звышцякучае цвёрдае цела (англ.: Supersolid) — тэрмадынамічная фаза квантавай вадкасці, якая прадстаўляе сабой цвёрдае цела са ўласцівасцямі звышцякучай вадкасці.

Вядома, што пры астуджэнні квантавай вадкасці (кандэнсату Бозэ — Эйнштэйна) да пэўнай тэмпературы яна набывае звышцякучыя ўласцівасці (напрыклад, нулявую глейкасць, гэта значыць не валодае трэннем). Магчымасць звышцякучасці квантавых крышталёў была прадказана яшчэ ў 1969 годзе Андрэевым і Ліфшыцам, а таксама незалежна Чэстарам і Легетам, аднак эксперыментальна не было выяўлена ніякіх анамалій в уласцівасцях цвёрдага гелія. Толькі ў 2004 годзе Мозэс Чан і Юн Шон Кім з Пенсільванскага ўніверсітэта, праводзячы эксперыменты з вярчальным ківачом, запоўненым сітаватым шклом з цвёрдым геліем, выявілі некласічны момант інерцыі, які інтэрпрэтавалі, як пераход часткі крышталя ў звышцякучі стан ^[1].

Дадзеная праца стымулявала разнастайныя эксперыментальныя даследаванні, аднак адназначнага разумення дагэтуль няма. Наяўныя эксперыментальныя дадзеныя сведчаць аб тым, што анамальныя паводзіны цвёрдага гелія выклікана бязладзіцай у крышталі, найбольш верагодныя прычыны якога: вакансіі і дыслакацыі, межзеранныя мяжы, шкляная або вадкая фазы. Далейшыя эксперыменты паказалі, што інтэрпрэтацыя знойдзенага эфекту як пераходу цвёрдага гелія ў звышцякучы стан была памылковай ^[2][3].

У 2009 годзе фізікі з Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Берклі атрымалі газ рубідыю ў стане звышцякучага цвёрдага цела.^[4]

У навуковых артыкулах тэрмін «supersolid» апісвае не цвёрдае цела, а хутчэй крышталь, які валодае звышцякучасцю. У дадзеным выпадку газападобны рубідый размеркаваўся па ячэйкам, якія ўтвораныя полем аптычнай рашоткі, гэта значыць атамы былі вымушаны ўтварыць крышталь, па сутнасці застаючыся разрэджаным газам).

Гэта дасягненне з’яўляецца наступным крокам у даследаванні бозэ-статыстыкі і фазавых пераходаў, так як раней існавалі толькі тэарэтычныя працы, якія прадугледжваюць магчымасць такога стану матэрыі. Улічваючы, што параметрамі аптычнай рашоткі ў дадзеным эксперыменце лёгка кіраваць, даследчыкі атрымалі зручны эксперыментальны спосаб вывучэння фазавых станаў бозэ-газу пры розных велічынях многіх параметраў — шчыльнасць газу, пастаянная рашоткі, сіла ўзаемадзеяння паміж атамамі. Гэта можа дапамагчы ў тлумачэнні высокатэмпературнай звышправоднасці і іншых з’яў, дзе дагэтуль няма канчатковага рашэння па механізме, і, хоць прапанавана шмат тэарэтычных здагадак, не было надзейных метадаў прамой праверкі.

• Цвёрды гелій

• E. Kim, M. H. W. Chan. Probable observation of a supersolid helium phase // Nature. — 2004. — Vol. 427. — P. 225—227.
• M. Vengalattore, J. Guzman, S. Leslie, F. Serwane, D. M. Stamper-Kurn. Periodic spin textures in a degenerate F=1 ${\displaystyle ^{87}}$Rb spinor Bose gas // Physical Review A. — 2010. — Vol. 81. — P. 053612 [6 pages]. Гл. таксама ў архіве прэпрынтаў.
• A. B. Kuklov, N. V. Prokof’ev, B. V. Svistunov. Trend: How Solid is Supersolid? // Physics. — 2011. — Vol. 4. — P. 109.