У зайвій обстановці обмеження швидкості відсутнє
Дослідники вважають, що вони виявили причину цієї незвичної ситуації.
У холодному і щільному середовищі надрідини гелій-3 нещодавно вчені зробили несподіване відкриття: сторонній предмет, що рухається через це середовище, може перевищити критичну межу швидкості, не руйнуючи рівновагу крихкої надрідини. Оскільки це суперечить розумінню дослідників надплинності, воно створило для них важливу загадку, але тепер, відтворюючи та вивчаючи явище, фізики дізналися, що за ним криється. Наднорідні частинки прилипають до об’єкта, захищаючи його від взаємодії з цілою надливом, тим самим запобігаючи його руйнуванню, зазначає Live Science.
"Надливка гелію-3 відчуває себе вакуумом для стрижня, що рухається крізь нього, хоча це відносно щільна рідина. Всередині немає опору ", - сказав фізик Самулі Аутті з Університету Ланкастера у Великобританії. "Мені це дуже цікаво".
Надрідкі рідини, передній край фізики
Надрідини - це тип рідини, що має нульову в’язкість і нульове тертя і тому тече, не втрачаючи своєї кінетичної енергії. Їх можна порівняно легко отримати з бозонів ізотопу гелію-4, які при охолодженні до трохи вище абсолютного нуля уповільнюються досить, щоб перекритись і утворити групу атомів високої щільності, які діють як "суператом".
Однак ці «суператоми» утворюють лише один тип надрідких. Інший тип заснований на ферміонах, частинках, що включають основні елементи атомів, включаючи електрони або кварки. Охолоджуючись до певної температури, ферміони зв’язуються між собою в тому, що дослідники називають «парами Купера», кожен з яких складається з двох ферміонів, які разом утворюють складений бозон.
Ці пари Купера поводяться точно так само, як бозони, і, таким чином, можуть утворювати надрідку. Надрідини досить крихкі, і пари Купера можуть розпадатися, якщо об'єкт рухається через нього з певною швидкістю, що називається "критичною швидкістю Ландау".
У дослідженні 2016 року дослідники з Університету Ланкастера виявили, що стрижень, що рухається через надрідку гелію-3, може перевищувати цю швидкість, не порушуючи пар Купера. У своїх підтверджувальних експериментах вони вимірювали силу, необхідну для переміщення стрижня через надрідку. Дослідники виміряли надзвичайно малу силу, коли дріт почав рухатися, але коли він рухався, сила, необхідна для продовження його руху, дорівнювала нулю.
"Змінивши напрямок стрижня, ми могли б зробити висновок, що стрижень не матиме надлишків від зв'язаних частинок, які його покривають, навіть коли його швидкість дуже висока", - сказала фізик Еш Дженнінгс з Ланкастерського університету.
Дослідження було опубліковане в Nature Communications.