חוקרים חוזים את קיומו של "על-מוצק" במימן כבד

חוקרים, בין היתר מאוניברסיטת תל אביב, מראים כי בתנאים מסוימים דאוטריום יכול לזרום ללא חיכוך כמו על-נוזל ולהסתדר במבנה דמוי מוצק

כיצד חומר יכול להיות גם מוצק וגם לזרום ללא חיכוך? מחקר חדש, שנערך בהשתתפות חוקר מאוניברסיטת תל אביב, מציג תחזית תאורטית לפיה דאוטריום, איזוטופ של מימן המהווה מרכיב במים כבדים, יכול לרכוש תכונה זו בלחצים גבוהים ביותר ובטמפרטורות נמוכות.
צילום: מתוך המחקר (צילום: מתוך המחקר)
במחקר התברר כי הדאוטריום, שמופיע כגז בתנאי החדר, מסוגל לשנות את מצב הצבירה ל"על-מוצק" כאשר הוא מצוי בלחץ של 8 מיליון אטמוספירות וקרוב לטמפרטורת האפס המוחלט. המחקר נערך בשיתוף פעולה בין ד"ר צ'אנג-וו מיונג מאוניברסיטת קיימברידג', פרופ' מיקלה פרינלו מהמכון האיטלקי לטכנולוגיה בג'נובה וד"ר ברק הירשברג מבית הספר לכימיה בפקולטה למדעים מדויקים באוניברסיטת תל אביב. המחקר פורסם בכתב העת Physical Review Letters.
החוקרים הסבירו כי למעט מצבי הצבירה המוכרים לרובנו, מוצק, נוזל וגז, ישנם גם מצבי צבירה אקזוטיים ומרתקים במיוחד אשר מתקיימים רק בעקבות התכונות המשונות של חלקיקים קוונטיים. על-מוצקים הם חומרים כאלו, ויש להם שתי תכונות שנשמעות סותרות לחלוטין: מבנה בעל סדר מובנה וקבוע, וזרימה של החומר ללא חיכוך.
ד"ר הירשברג פירט על המוטיבציה למחקר: "כדי שחומר יזרום ללא חיכוך, מה שמכונה 'על-זורם', על פונקציות הגל של האטומים המרכיבים אותו לחפוף כך שלא ניתן יהיה להבחין ביניהם יותר. ואם כך, נשאלת השאלה – כיצד ייתכן שישמרו על הסדר המרחבי שמאפיין מוצקים?"
הקיום של על-מוצקים נחזה לפני למעלה מ-50 שנים ברמה התאורטית והצית מחלוקת עזה בקרב פיזיקאים. אולם, לפני כחמש שנים הוכח קיומו באופן חד משמעי בניסויים על אטומים קרים לכודים. החוקרים אומרים כי הבנת המנגנונים העומדים בבסיס התהליך וגילוי על-מוצקים חדשים היא נושא מחקר שתפס תאוצה רבה בשנים האחרונות, ביתר שאת מאז התצפית הניסיונית.
ד"ר הירשברג הוסיף: "הסיבה היא כזו – במחקר גילינו כי הלחץ הגבוה מאלץ את אטומי הדאוטריום להתקרב ולהפוך למוצק בעל תכונות של מתכת. במתכת, שהיא שם נרדף לחומר מוליך, האלקטרונים של אטומי הדאוטריום דוחים זה את זה קצת פחות מאשר בחומר מבודד, מה שמאפשר לאטומים להתקרב עוד יותר. שתי תכונות אלה יחד, מעודדות את היווצרות העל-זורם. נוסף על כך, הראינו בהדמיות מחשב כי דאוטריום הופך לעל-זורם, אך גם שומר על המבנה הגבישי שלו באותה העת, וכך מתקבל מצב הצבירה המכונה על-מוצק. מעט מאוד תחזיות לקיום של חומרים על-מוצקים פורסמו עד כה, ובפרט בחומרים מציאותיים ומוכרים כמו דאוטריום".
ד"ר ברק הירשברג
Print Friendly, PDF & Email

פה יבוא באנר

תודה שאתם מבקרים בפורטל "טכנו נט". טכנו נט נט היינו פורטל מקצועי ומקיף לתחום הטכנולוגיה והתעשייה באתר תוכלו למצוא אינפורמציה מקצועית שחשובה לכם ומאגר ספקים גדול מתחום המתכת,פלסטיק, זיווד ואריזה, הייטק, אוצומציה וסייבר

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

כתבות נוספות

מצלמת המעקב במרחב הציבורי - עד לאן הן מצליחות לחדור לנו לפרטיות

18 ביולי 2024

דאסו סיסטמס בסלון האוירי בפארנבורו 2024: התאומים הוירטואליים, חוויות יצירתי...

18 ביולי 2024

ראשי המגזר עסקי מתאחדים ויפעלו מעתה יחד

18 ביולי 2024

פיקוד העורף והמגזר העסקי פועלים בשיתוף פעולה למען מוכנות לחירום

15 ביולי 2024

נפתח מפעל בטרי Batte-Re למחזור סוללות ליתיום-יון בדימונה

15 ביולי 2024

חוק פסולת אלקטרונית עובר לשלב הבא -האיסוף והטיפול בפסולת אלקטרונית וחשמלית ...

13 ביולי 2024

מצלמת המעקב במרחב הציבורי - עד לאן הן מצליחות לחדור לנו לפרטיות

18 ביולי 2024

דאסו סיסטמס בסלון האוירי בפארנבורו 2024: התאומים הוירטואליים, חוויות יצירתי...

18 ביולי 2024

ראשי המגזר עסקי מתאחדים ויפעלו מעתה יחד

18 ביולי 2024

פיקוד העורף והמגזר העסקי פועלים בשיתוף פעולה למען מוכנות לחירום

15 ביולי 2024

תמיד לדעת לפני כולם

השארו מעודכנים

השאירו פרטים לקבלת עידכונים למייל

כדי להיות תמיד מעודכנים