จำความคลาดเคลื่อนกระโดด

แม้ในขณะที่นักวิจัยพยายามอธิบายการค้นพบของ Reppy ในบริบทของความเป็น supersolidity ผลลัพธ์อื่นๆ ก็กำลังหลั่งไหลเข้ามาซึ่งอาจช่วยให้การดำรงอยู่ของมันคงอยู่ตลอดไปตัวอย่างเช่น ที่มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ แอมเฮิร์สต์ นักฟิสิกส์ Robert Hallock ได้สร้างอุปกรณ์ทดลองหนึ่งในไม่กี่เครื่องที่ไม่ต้องใช้ออสซิลเลเตอร์แบบบิด เขาฉีดซูเปอร์ฟลูอิดฮีเลียมเข้าไปในแท่งที่ทำจากสารคล้ายแก้วที่มีรูพรุนที่เรียกว่า Vycor ซึ่งเข้าสู่เซลล์ที่เต็มไปด้วยฮีเลียมที่เป็นของแข็งซึ่งมีแท่ง Vycor อีกอันหนึ่งอยู่ที่ปลายสุด จากนั้น Hallock ก็เฝ้าดูว่าแท่งที่สองมีมวลเพิ่มขึ้นหรือไม่ อาจเป็นเพราะอะตอมไหลจากแท่งหนึ่งไปยังอีกแท่งหนึ่ง ถ้า superfluid ฮีเลียมเข้าด้านหนึ่งและออกมาอีกด้านหนึ่ง ก็อาจบ่งชี้ว่าฮีเลียมที่เป็นของแข็งในระหว่างนั้นมีลักษณะเป็นซุปเปอร์โซลิด

ในบทความที่อยู่ระหว่างการตรวจสอบ Hallock 

และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Michael Ray รายงานว่าเห็นอะตอมที่ไหลระหว่างแท่งที่อุณหภูมิที่อาจเกิด supersolidity – 80 มิลลิวินาที “คุณสามารถตีความการทดลองของเราในขณะที่เราเห็นกระแสที่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่คาดหวังสำหรับพฤติกรรม supersolid” Hallock กล่าว

เขาเสริมว่า “ผมระมัดระวังมากกว่านั้นมาก” ส่วนหนึ่งเป็นเพราะสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อนักวิจัยลดอุณหภูมิลงต่ำกว่า 80 มิลลิเคลวิน: อัตราการไหลลดลงอย่างมาก ตรงกันข้ามกับสิ่งที่อาจคาดไม่ถึงหากเกิดภาวะ supersolidity และการไหลจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้นมากเช่นกันถึง 600 มิลลิเคลวิน “มีบางอย่างที่จำเป็นในการอธิบายความสามารถของการทดลองในการส่งผ่านอะตอมผ่านเซลล์” Hallock กล่าว “มันเป็น supersolid? อาจจะเป็น. มันแน่นอน? ฉันไม่รู้.”

นักทฤษฎีบางคนคิดว่างานของ Hallock 

ใกล้เคียงกับการแสดงให้เห็นถึงความแข็งแกร่งที่แท้จริงที่สุด Anatoly Kuklov นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากวิทยาลัย Staten Island แห่งมหาวิทยาลัย City University of New York กล่าวว่าการทดลองแสดงให้เห็นว่ามี supersolidity อยู่จริง แต่อาจไม่ใช่แบบที่คิดไว้แต่แรกในปี 1969 แทนที่จะเปลี่ยนตำแหน่งงานว่างในคริสตัลแบบง่ายๆ เขากล่าว supersolidity อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากอะตอมเคลื่อนที่ไปตามข้อบกพร่องของผลึกชนิดอื่นที่เรียกว่าความคลาดเคลื่อน ข้อบกพร่องดังกล่าวซึ่งรู้จักกันมานานหลายทศวรรษสามารถให้คำอธิบายใหม่เกี่ยวกับพฤติกรรมแปลกประหลาดของ supersolidity

ในการนึกภาพความคลาดเคลื่อน ลองนึกภาพหนังสือที่มีหน้าหนึ่งขาดครึ่งในแนวนอน ดูหนังสือที่ปิดจากด้านล่าง และทุกหน้าอาจดูเหมือนไม่บุบสลาย แต่ดูจากข้างบนแล้วหน้าจะขาดไปหนึ่งหน้า บรรทัดของหน้าที่หายไปนั้นคล้ายคลึงกับความคลาดเคลื่อนของคริสตัล

การจำลองเชิงตัวเลขของคริสตัลฮีเลียมที่ไม่มีความคลาดเคลื่อนดังกล่าวไม่แสดงสัญญาณของความแข็งแกร่งเหนือกว่า Kuklov กล่าว และผลการทดลองจากห้องทดลองต่างๆ จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวิธีการเตรียมคริสตัล ซึ่งบอกอีกครั้งว่าความบริสุทธิ์ของคริสตัลอาจมีความสำคัญ Kuklov กล่าวว่า “ดังนั้นผลกระทบน่าจะเกิดขึ้นได้มากที่สุด” โดยเครือข่ายของข้อบกพร่องที่สามารถนำการไหลได้ ซึ่งอะตอมจะเคลื่อนที่ไปตามข้อบกพร่องและปล่อยให้ของแข็งไหลเหมือนของเหลว

เพื่อทดสอบแนวคิดนี้ การทดลองกำลังอยู่ในระหว่างดำเนินการเพื่อดูว่าเกิดอะไรขึ้นกับผลึกฮีเลียมที่สมบูรณ์แบบเพียงชิ้นเดียว ปราศจากข้อบกพร่องในออสซิลเลเตอร์แบบบิด Chan และ Sébastien Balibar จาก École Normale Supérieure ในกรุงปารีส ได้สร้างอุปกรณ์ควบคุมโดยที่ด้านข้างของออสซิลเลเตอร์ทำจากแซฟไฟร์โปร่งใส ให้หน้าต่างเพื่อดูว่าเกิดอะไรขึ้นภายใน (ออสซิลเลเตอร์แบบบิดงออื่นๆ ใช้ภาชนะโลหะที่ปิดบังการมองเห็นภายใน) ภายในนักวิจัยได้ใส่คริสตัลบริสุทธิ์ที่สุดที่พวกเขาสามารถทำได้ เมื่อมันสั่น ความคลาดเคลื่อนใหม่ก็ปรากฏขึ้น

ที่การประชุมเชิงปฏิบัติการเรื่อง supersolidity ในปารีสเมื่อปลายเดือนกรกฎาคม บาลีบาร์และชานรายงานว่าเห็นการเคลื่อนตัวเพียงครั้งเดียว “เหมือนสายไวโอลิน” ผ่านฮีเลียมที่เป็นของแข็งในอัตราสูงถึงหลายเมตรต่อวินาที ความเร็วดังกล่าวเป็นไปไม่ได้ด้วยวัสดุในชีวิตประจำวันและอาจเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีปรากฏการณ์ควอนตัมเช่น supersolidity เท่านั้น Balibar กล่าว

ในบทความที่ปรากฏในPhysical Review Lettersนั้น Balibar และเพื่อนร่วมงานยังรายงานว่าการเคลื่อนตัวแบบสั่นเหล่านี้อาจทำให้ผลึกฮีเลียมที่เป็นของแข็งที่บริสุทธิ์พิเศษอ่อนตัวลงได้ น่าแปลกที่ supersolidity จะปรากฏขึ้นก็ต่อเมื่อสิ่งเจือปนในคริสตัลป้องกันไม่ให้เคลื่อนตัว

มีการรายงานหลักฐานใหม่เพิ่มเติมที่สนับสนุนความเป็น supersolidity ในการประชุมที่ปารีสโดย Kim ซึ่งตอนนี้อยู่ที่มหาวิทยาลัย KAIST ของเกาหลีใต้ และเพื่อนร่วมงานของเขา Kimitoshi Kono จากสถาบันวิจัย RIKEN ในโตเกียว พวกเขาใช้ออสซิลเลเตอร์แบบบิดเบี้ยวและเมื่อมันหมุนไปมา พวกมันก็หมุนรอบแกนของมันเหมือนกับโลกที่หมุนอยู่ “สำหรับคำอธิบายทางโลหะวิทยาแบบคลาสสิกเกือบทุกอย่าง คำอธิบายที่ไม่เกี่ยวกับความลื่นไหลมากเกินไป ก็ยากที่จะจินตนาการว่าการหมุนจะสร้างความแตกต่างได้อย่างไร” Beamish กล่าว “มันเป็นคุณสมบัติพื้นฐานของซุปเปอร์ฟลูอิดที่การหมุนทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมาก” และนั่นคือสิ่งที่คิมรายงานในที่ประชุม — มวลนั้นไหลผ่านตัวมันเอง ไม่เพียงแต่จากออสซิลเลเตอร์กลับไปกลับมาเท่านั้น แต่ยังเป็นเพราะการหมุนเพิ่มเติมด้วย

หลายคนกล่าวว่าแม้ว่าความแข็งแกร่งยิ่งยวดยังไม่ได้รับการพิสูจน์โดยปราศจากความสงสัย แต่มันก็ดูมีแนวโน้มมากขึ้นเรื่อยๆ เห็นได้ชัดว่าฮีเลียมที่เป็นของแข็งที่อุณหภูมิต่ำมีพฤติกรรมที่ขี้ขลาดซึ่งจำเป็นต้องได้รับการอธิบาย ไม่ว่าจะโดยผ่านความแกร่งยิ่งยวดหรือปรากฏการณ์อื่นๆ “ฉันคิดว่าปีหน้าเราจะได้เห็นความคืบหน้าอย่างมาก” Hallock กล่าว

แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง