Vznikla 2D supertvrdá látka, téměř magický materiál


Specifikem je, že může mít krystalickou strukturu a zároveň být supratekutá. Po desetiletích pokusů a omylů přišla výzkumná skupina z rakouské univerzity v Innsbrucku pod vedením Francesky Ferlaino z Itálie s podivným propracovaným materiálem.

Trvalo to desetiletí výzkumu a neúspěšných pokusů, ale nakonec se podařilo vytvořit první 2D supertvrdou látku, téměř magický materiál, který vznikl využitím kvantových zvláštností. Materiál má vlastnosti pevné látky i supratekutého plynu a byl vytvořen výzkumným týmem z rakouské univerzity v Innsbrucku pod vedením Francesca Ferlaina z Itálie. Výsledky studie byly zveřejněny v časopise Nature. Existence supratekutých stavů hmoty se předpokládala již od 50. let 20. století.

Vlastnosti a vznik 2D supratekutých látek

Specifičnost těchto supratekutých látek spočívá v tom, že za určitých podmínek může mít materiál krystalickou strukturu, a být tedy pevný, a zároveň může být supratekutý, tj. nevytvářet tření, teoreticky může supratekutý materiál nekonečně klouzat. Od padesátých let minulého století se desítky týmů výzkumníků snažily proměnit toto teoreticky předpovězené chování ve skutečnost. V roce 2019 se to podařilo třem různým skupinám, včetně skupiny z Národního ústavu optiky Národní rady pro výzkum (CNR-Ino) v Pise, ale pouze s jednotlivými "kapkami" v jednom rozměru. Ferlainově skupině se naproti tomu podařilo uspořádat mnoho kapiček tak, aby vytvořily dvourozměrnou mřížku, uspořádanou strukturu podobnou krystalu, která však vyjadřuje všechna očekávaná bizarní kvantová chování.

Základem poznatku, který vedl k vytvoření tohoto materiálu, je skutečnost, že v kvantovém světě chybí "lokalizace", tedy že částice existuje v určitém bodě. "Normálně byste si mysleli, že každý atom je v určité kapce a nemá možnost výměny s jinými," vysvětlil Matthew Norcia, jeden z výzkumníků skupiny. "V supertvrdém stavu je však každá částice delokalizovaná ve všech kapkách, tj. existuje v každé kapce současně." Bizarní chování existující v kvantovém měřítku v rámci scénáře vytvořeného výzkumníky umožnilo, aby se ve všech bodech a ve stejnou dobu objevilo nadpevné chování. Experiment provedený švýcarskými vědci by mohl otevřít dveře novým perspektivám ve světě výzkumu. Podle Ferlaina by nám to mohlo pomoci pochopit, "jak vznikají 'víry' v dutinách, které existují mezi sousedními kapkami".

Ve světě fyziky se naopak podařilo týmu vědců zvážit černé díry.

Stefania Bernardini