A szupravezető habok, mint a habok

A Suprasaum ugyanazokat a törvényeket követi

Szuper-tér mintázat a szupravezető ólom egyetlen kristályában © Ruslan Prozorov
felolvasta

Mi köze van a cappuccino habjának a szupravezetőhöz? Több, mint gondolnád. Mivel a fizikusok most úgy találták, hogy a szupravezetők mágneses doménjei olyan mintákat képeznek, amelyek nemcsak a tejhabban levő buborékokra emlékeztetnek, hanem ugyanazokat a törvényeket követik. Amint a Nature Physics beszámoltak, ezek értékes modellként szolgálhatnak az összes habzáshoz.

A felfedezés az elmúlt évben származik, amikor Ruslan Prozorov, az amerikai Ames laboratórium fizikusa mágneses teret alkalmazott ólommintára egy mágnesoptikai rendszerben. Meglepő módon habszerű mintát alkotott. De vajon ez a "szuper-tér" a "normál" habok törvényeit is követi-e? Vagy annak ellenére, hogy hasonlóságok vannak egy teljesen más jelenséggel. Ennek megismerése érdekében Prozorov kollégáival Paul Canfield, Andrew Fidler és Jacob Hoberg kollégáival állt össze.

Ugyanazok a törvények?

Az elemzés rámutatott, hogy a szivacsok és a normál habok - eltérő eredetük ellenére - a hagyományos vezikulák falai, amelyek olyan anyagokból készültek, mint például mosogatószer, víz vagy műanyag, valamint a szupravezető ólomból származó porózus ólom - több szempontból hasonlóak. Az egyik a durvasodás folyamata, ahol az idő múlásával a buborékok növekednek vagy összehúzódnak, és végül eltűnnek. A Suprasaws esetében ez történik, ha a mágneses teret megváltoztatják. John von Neumann matematikus már ismertette ennek a folyamatnak a sebességét egy matematikai törvényben.

"Az a tény, hogy von Neumann szabálya itt működik, azt mutatja, hogy a habállapot valóban a szupravezető speciális tulajdonsága" - magyarázza Prozorov. "A túlteljesítmények a térbeli megosztás fogalmát követik, melynek eredményeként hatszögletű legelőnyösebb a felületet hárompontos sokszögekkel lefedni."

Sokszög kialakulása a láncban © Ruslan Prozorov

A buborék növekedése megcáfolja a tant

A jelenlegi doktrína szerint a poligon viselkedése a habban - függetlenül attól, hogy a buborék összehúzódik vagy növekszik - a poligon oldalszámához kapcsolódik. Az Ames kutatócsoport azonban tagadta ezt a nézetet. "A szuperfűrészekben a két tényező közötti kapcsolat véletlen egybeesés" - mondja Prozorov. "Nincs szigorú egyeztetés a buborékcsomagolás legstabilabb típusa és a legtöbb oldal között." Ehelyett minden buborékcsomagolás, alakjától függetlenül, mindig nőtt amikor az alkalmazott mágneses tér is növekedett. Ez a felfedezés fontos hozzájárulást jelenthet a normál növekedés elemzéséhez. kijelző

"Vannak bizonyos statisztikai törvények, amelyek szabályozzák a hab viselkedését" - magyarázza Prozorov. Megfigyeltük, hogy még a Supras is követi ezeket a szabályokat. Most átvihetjük azt, amit erről tudunk, az összes többi habra és habszerű rendszerre. "

Megfordítható modell

"Normál habokban, például szappanhabban az idő a változás hajtóereje" - folytatja a kutató. Várjon, amíg a buborékok kiszáradnak, és ez néha napokig is eltarthat. És nem visszafordítható. Miután a buborékok eltörtek, megváltozik azok fizikai és kémiai tulajdonságai, megnehezítve a kísérletezést. Ideális teszthelyzetben azonban egyszerűen meg szeretne változtatni egy paramétert, majd megnézni, hogy a hab szerkezete hogyan változik

A szuper tér most a kutatók számára pontosan megadhatja ezeket az ideális arányokat. Mivel itt a hőmérséklet és a mágneses mező befolyásolja a buborékmintákat, és mindkét paraméter szabadon állítható és megfordítható.

Segítsen a szupravezető fizikában is

De az ólomhab értékes betekintést nyújt a szupravezetők kutatására is. "Csak tavaly, először fedeztük fel ezt az új mintát a szupravezetőkben, és most bebizonyítottuk, hogy a hab állapota valóban nagyon szupervezető ólom tulajdonsága" - mondta Prozorov. Ez nagy a probléma mind a habok általános fizikája, mind a szupravezető képesség fizikája szempontjából. A hétköznapi habzás, vagy megbízhatóabban a felsőrész fizikájának tanulmányozása érdekében segít megérteni a nagyon összetett, nehéz kérdéseket más területeken.

(DOE / Ames laboratórium, 2008.06.06. - NPO)