A héliumkristályokat súlytalanul kell termeszteni
Nemrégiben a japán tudósok sikeresen termesztették a szilárd hélium ideális kristályait, amelyeket a földi laboratóriumokban nagyon nehéz megtenni - könnyedén deformálódnak a gravitáció hatása alatt. Azonban a kutatók meglehetősen eredeti dolgot csináltak - héliumkristályokat nőttek a súlytalan körülmények között, amelyeket egy jet-repülőgép fedélzetén hoztak létre.
Mielőtt elkezdenénk a szilárd héliumkristályok történetét, emlékeztetnünk kell arra, hogy miért általában szükségük van egy tudósra. Mint tudjuk, a folyékony, szilárd és gáz halmazállapotú különböző aggregátumállapotok között létezik egy olyan is, amelyet Bose-Einstein kondenzátumnak neveznek. Ilyen állapotban az anyag nem molekulákból és atomokból áll, hanem a bozonoktól az abszolút nullához közeli hőmérsékletekig hűl.
Az egyik érdekes tulajdonságai Bose-Einstein kondenzátum szuperfolyadék - olyan állapot, amelyben a viszkozitása nulla, azaz, amikor áthalad a különböző lyukakat, vagy egyszerűen csak a felület felett közötti súrlódás nem merül fel. Tudja, ez a tulajdonság nagyon hasznos lehet. Ezenkívül bebizonyosodik, hogy szuperfluid állapotban az anyagok is magas hőmérsékletű szupravezetők lehetnek.
Olvassa el: Az anyagot új állapotba vezették
Egyszóval, ha a tudósok bármilyen probléma nélkül képesek lefordítani a szupravezető állapotban ismert anyagokat, sok probléma megoldható. De a baj az, hogy nehéz ezt megtenni. Ugyanakkor a múlt század hatvanas évekében azt javasolták, hogy egyes szilárd testek, különösen azok, amelyek kristályokat képeznek, rendelkezhetnek superfluiditással. És az első jelöltek az ilyen szerepre hívták a szilárd héliumkristályok, amelyek több mint 25 atmoszféra nyomás alatt alakultak ki.
Azonban ezt az irányt el nem ismerőnek tartották - az a tény, hogy nehéz a rubídiummal dolgozni. Bár ez a leggyakoribb a kéreg körülbelül 20-helyen (például réz, nikkel és cink), de a természete ez a fém létezik diszpergált állapotban képződése nélkül saját ásványok és találkozó elsősorban együtt más alkáli elemek, pl, kálium. Vagyis meglehetősen nehéz kivonni, ami nagyon drága az összes kutatást.
Emiatt a tudósok ismét úgy döntöttek, hogy visszatérnek a szeretett héliumhoz. De annak érdekében, hogy kivizsgálja a szilárd állapotban lévő szuperfluiditás tulajdonságát, először meg kell őrizni ezeket a kristályokat. Elvileg ez nem nehéz - ezért mindössze annyit kell tenned, hogy a nyomást 25 atmoszféra fölé emeljük, és csökkentse a hőmérsékletet -272 Celsius fokig. Többször megmutatták, hogy ilyen "fagyasztóban" a kristály csaknem másodperc alatt alakul ki. Azonban van még egy "de": amikor a héliumkristályok a gravitáció jelenlétében nőnek, könnyen deformálódnak. Ez erősen befolyásolja valamennyi tulajdonságát, beleértve a szuperfluidit.
És a közelmúltban Japánból származó tudósok egy nagyon eredeti módszert javasoltak ennek a problémának a megoldására - csak a kristályokat kell súlytalansággal növelni! És ez nem feltétlenül szükséges az űrben - a kutatók kísérletüket egy kis sugárhajtású síkra használták. Sőt, egyes pályák a mozgás, például egy parabola repülés, a repülőgép képes súlytalanság 20 másodperc, ami elég ahhoz, hogy növekszik a normál kristály. Ennek eredményeképpen a fizikusok több mint 20 órányi repülés közben összesen nyolc kísérletet végeztek!
A kísérleteket a következők szerint végeztük: először a standard technológiának megfelelően először kristályokat állítottunk elő, majd a hélium-4 "cseppekkel" megszórva, amely már a szuperfluid állapotban volt. Mindez különleges fedélzeti hűtőszekrényben történt. Nagy hélium kristályokat helyeztünk az alsó magasnyomású kamrájába, majd egy akusztikus hullám eltörte, hogy apró darabokra törjön. Miután a szuperfluid helium-4-öt permetezték, a kisebb kristályok megolvadtak, míg a nagyobbak gyorsan növekedtek, és a teljes méretük körülbelül 10 mm volt.
Ennek eredményeként a kutatók képesek voltak teljes mértékben megfigyelni a kristályképződés folyamatát. Érdekes, hogy úgy nézett ki, mint egy úgynevezett Ostwald érlelés. Látható a jégkrémet a megszokott életét: idővel nagyobb jégkristályok csatlakozik a jelenleg kicsi, és végül az egész termék lesz kemény és ropogós. De ebben az esetben Osvaldovskoe érés elég lassú, de hélium hatás nagyon gyorsan - folyamat zajlott másodperc.
A helyszín anyagai 18 év felettiek (18+) számára készültek.
Szélsőséges és terrorista szervezetek betiltották az Orosz Föderáció: "Jobb szektor", "Ukrán Felkelő Hadsereg" (UPA), "LIH" (IG, az iszlám állam) "Dzhabhat Fatah al-Sham" (korábban "Dzhabhat en-Nusra" "Dzhebhat en-Nusra"), a Nemzeti bolsevik párt, "Al-Kaida", "UNA-UNSO", "ÁFA", "orosz Nemzeti Egység", "tálibok", "Mejlis a krími tatár nép", "Jehova Tanúi". A teljes listát a szervezetek, amelyek esetében a bíróság elfogadta hatályba lépett, a döntés felszámolás vagy tiltás hatása is a honlapon az orosz igazságügyi minisztérium