Częstotliwość polega na tym, że może mieć strukturę krystaliczną i być jednocześnie superpłynny. Po dziesięcioleciach prób i błędów, grupa badawcza z austriackiego Uniwersytetu w Innsbrucku pod kierownictwem Franceski Ferlaino z Włoch stworzyła dziwny, misterny materiał.
Trzeba było dziesięcioleci badań i nieudanych prób, ale w końcu udało się stworzyć pierwszą supersolidę 2D, niemal magiczny materiał powstały dzięki wykorzystaniu kwantowych dziwactw. Materiał ten posiada właściwości zarówno ciała stałego, jak i superpłynnego i został stworzony przez zespół badawczy z austriackiego Uniwersytetu w Innsbrucku pod kierownictwem Franceski Ferlaino z Włoch. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature. Istnienie supersolidnych stanów materii było hipotezowane od lat 50-tych XX wieku.
Właściwości i powstawanie supersolidów 2D
Szczególność tych supersolidów polega na tym, że w pewnych warunkach materiał może mieć strukturę krystaliczną, a więc być ciałem stałym, a jednocześnie może być superpłynny, czyli nie generować tarcia, teoretycznie superpłynny materiał może ślizgać się w nieskończoność. Od lat 50-tych dziesiątki zespołów badaczy próbowało przekształcić te teoretycznie przewidywane zachowania w rzeczywistość. W 2019 r. trzem różnym grupom, w tym tej z Narodowego Instytutu Optyki Krajowej Rady Badań Naukowych w Pizie (CNR-Ino), udało się to zrobić, ale tylko z pojedynczymi "kroplami", w jednym wymiarze. Z kolei grupie Ferlaino udało się ułożyć wiele kropel tak, by utworzyły dwuwymiarową sieć, uporządkowaną strukturę jak kryształ, ale wyrażającą wszystkie dziwaczne zachowania kwantowe, których się spodziewano.
Podstawą intuicji, która doprowadziła do stworzenia materiału, jest fakt, że w świecie kwantowym brakuje "lokalizacji", czyli tego, że cząstka istnieje w konkretnym punkcie. "Normalnie można by pomyśleć, że każdy atom znajduje się w konkretnej kropli, bez możliwości wymiany z innymi" - wyjaśnia Matthew Norcia, jeden z badaczy grupy. "Jednak w stanie supersolidnym", dodał, "każda cząstka jest zdelokalizowana we wszystkich kroplach, tzn. istnieją one jednocześnie w każdej kropli". Dziwaczne zachowanie istniejące w skali kwantowej, w ramach skonstruowanego przez badaczy scenariusza, pozwoliło na powstanie supersolidnego zachowania we wszystkich punktach i w tym samym czasie. Eksperyment przeprowadzony przez szwajcarskich naukowców otworzyłby drzwi do nowych perspektyw w świecie badań. Według Ferlaino, może to pomóc nam zrozumieć "jak 'wiry' tworzą się w pustych przestrzeniach, które istnieją pomiędzy sąsiednimi kroplami".
Pozostając w świecie fizyki, zespół naukowców zdołał zważyć czarne dziury.
Stefania Bernardini