Це відкриття поки що не має жодного практичного застосування, але й що з того? Це все одно круто.
Як колись знаменито висловився Гомер Сімпсон: «У цьому домі ми дотримуємося законів термодинаміки», — але нове й абсолютно неочікуване відкриття студента Університету Массачусетсу в Амгерсті суперечить правилу Гомера.
Закони термодинаміки описують взаємозв’язок температури, енергії та ентропії в системі, а також те, як взаємодіють її компоненти. Наприклад, емульгування — це процес, коли дві зазвичай незмішувані (немісні) речовини утворюють однорідну суміш. Олія в арахісовому маслі, наприклад, природним чином відокремлюється, створюючи зверху шар, який потрібно перемішувати. Деякі компанії додають так звані «емульгатори», щоб запобігти цьому розшаровуванню. Усі ці взаємодії між компонентами системи описуються законами термодинаміки.
«Уявіть свою улюблену італійську заправку для салату, — пояснює Томас Рассел, провідний автор нового дослідження, опублікованого в журналі Nature Physics. — Вона складається з олії, води та спецій. Перш ніж полити нею салат, ви струшуєте пляшку, щоб усі інгредієнти змішалися».
Це і є емульгування в дії. Але саме цей процес повівся дивно в лабораторії Амгерста, коли аспірант Ентоні Райх змішав партію немісних рідин із магнітизованими нікелевими частинками. Замість того щоб утворити звичайну суміш, як очікувалося, компоненти сформували структуру, яку автори нової роботи в Nature Physics описують як форму грецької амфори.
Порадившись із професорами та співпрацюючи з науковцями з Університету Сіракуз і Університету Тафтса, Райх завдяки детальним симуляціям з’ясував, що сильний магнетизм, який впливає на дві рідини, здатен викривляти межу між ними, створюючи криву та порушуючи процес емульгування, описаний законами термодинаміки. Як би сильно не струшували магнітизовану суміш, рідини все одно врешті формували ту саму фігуру.
«Якщо дуже уважно придивитися до окремих наночастинок магнітизованого нікелю, які формують межу між водою та олією, — зазначає Гоагленд, — можна отримати надзвичайно детальну інформацію про те, як утворюються різні структури. У цьому випадку частинки настільки сильно намагнічені, що їхня самоорганізація заважає процесу емульгування, який описують закони термодинаміки».
Райх визнає, що відкриття поки не має практичних застосувань, однак воно демонструє раніше невідомий стан матерії, який може розширити галузь фізики м’якої речовини.