Close Menu
Український телекомунікаційний портал
    Facebook X (Twitter) Instagram Threads LinkedIn Telegram RSS
    Український телекомунікаційний портал
    • Новини
    • Мобільна техніка
    • Технології
    • ПЗ
    • Наука
    • Транспорт
    • Дім
    • Обладнання
    • Здоров’я
    Facebook X (Twitter) YouTube Telegram Threads LinkedIn RSS Bluesky
    Український телекомунікаційний портал
    Home»Новини»Наука»Вчені вперше спостерігають «квазічастинки» в класичних системах
    Наука

    Вчені вперше спостерігають «квазічастинки» в класичних системах

    ВолодимирBy Володимир05.03.2023Коментарів немає3 Mins Read
    Facebook Twitter Email Telegram Copy Link

    З моменту появи квантової механіки галузь фізики була розділена на дві окремі області: класичну фізику та квантову фізику. Класична фізика має справу з рухом повсякденних об’єктів у макроскопічному світі, тоді як квантова фізика пояснює дивну поведінку крихітних елементарних частинок у мікроскопічному світі.

    Багато твердих тіл і рідин складаються з частинок, які взаємодіють одна з одною на близьких відстанях, що призводить до створення «квазічастинок». Квазічастинки — стійкі збудження, які діють як слабко взаємодіючи частинки. Поняття квазічастинок було введено в 1941 році радянським фізиком Левом Ландау і з того часу стало ключовим інструментом у вивченні квантової матерії. Деякі добре відомі приклади квазічастинок включають квазічастинки Боголюбова в надпровідності, екситони в напівпровідниках і фонони.

    Дослідження нових колективних явищ з точки зору квазічастинок дало розуміння широкого розмаїття фізичних параметрів, особливо надпровідності та надтекучості, а нещодавно у відомому прикладі квазічастинок Дірака в графені. Але поки що спостереження та використання квазічастинок обмежуються квантовою фізикою: у класичному конденсованому середовищі швидкість зіткнень, як правило, занадто висока, щоб дозволити довгоживучі частинки подібні збудження.

    Експериментальне вимірювання колоїдних частинок, що рухаються в тонкому мікрофлюїдному каналі

    Малюнок 1. Ліворуч: експериментальне вимірювання колоїдних частинок, що рухаються в тонкому мікрофлюїдному каналі. Частинки утворюють стабільні гідродинамічно пов’язані пари, що рухаються з однаковою швидкістю (стрілки). Ці пари є фундаментальними квазічастинками системи. Праворуч: моделювання гідродинамічного кристала, що показує пару квазічастинок (крайні ліві жовті та помаранчеві частинки), що поширюються в гідродинамічному кристалі, залишаючи за собою надзвуковий конус Маха збуджених квазічастинок. Кольори позначають величину збудження пари, а білий фон позначає їх швидкість.

    Однак стандартну точку зору про те, що квазічастинки є виключно квантовою матерією, нещодавно оскаржила група дослідників із Центру м’якої та живої матерії (CSLM) Інституту фундаментальної науки (IBS), Південна Корея. Вони досліджували класичну систему, що складається з мікрочастинок, що рухаються в’язким потоком у тонкому мікрофлюїдному каналі. Коли частинки затягує потік, вони збурюють лінії струму навколо себе, тим самим діючи гідродинамічні сили одна на одну.

    Примітно, що дослідники виявили, що ці далекосяжні сили змушують частинки організовуватися в пари (рис. 1 зліва). Це тому, що гідродинамічна взаємодія порушує третій закон Ньютона, який стверджує, що сили між двома частинками мають бути однаковими за величиною та протилежними за напрямком. Натомість сили є «антиньютонівськими», оскільки вони рівні й мають один і той же напрямок, таким чином стабілізуючи пару.

    Велика популяція зчеплених попарно частинок натякала на те, що це довгоживучі елементарні збудження в системі — її квазічастинки. Ця гіпотеза була підтверджена, коли дослідники змоделювали великий двовимірний кристал, що складається з тисяч частинок, і дослідили його рух (Малюнок 1 праворуч). Гідродинамічні сили між частинками змушують кристал вібрувати, подібно до теплових фононів у коливальному твердому тілі.

    Ці парні квазічастинки поширюються через кристал, стимулюючи створення інших пар через ланцюгову реакцію. Квазічастинки рухаються швидше, ніж швидкість фононів, і, таким чином, кожна пара залишає за собою лавину новоутворених пар, подібно до конуса Маха, який створюється позаду надзвукового реактивного літака (Малюнок 1 праворуч). Нарешті, всі ці пари стикаються одна з одною, що зрештою призводить до плавлення кристала.

    Читайте також

    Вчені скасували високосні секунди: як зміниться світовий час

    17.10.2026

    Відбитки пальців віком 2200 років розкрили, хто створював китайську теракотову армію

    17.10.2026

    Вчені створили «живий пісок», який утримує воду в шість разів повільніше

    17.10.2026

    Останні

    NASA дослідить гігантську діру на Місяці: під поверхнею може ховатися величезна печера

    17.10.2026

    Дослідження показало, як алкоголь може запускати руйнівні процеси в мозку

    17.10.2026

    Пілот F-22 уперше керував дроном Fury з кабіни винищувача

    17.10.2026

    Моніторинг цукру без проколів пальця допоміг покращити контроль діабету другого типу

    17.10.2026
    Facebook X (Twitter) YouTube Telegram RSS
    • Контакти/Contacts
    • Про нас
    • Редакційна політика
    © 2026 Portaltele.com.ua. Усі права захищено. Копіювання матеріалів дозволено лише з активним гіперпосиланням на джерело.

    Type above and press Enter to search. Press Esc to cancel.