Теоретики предсказали расплавление стекла при охлаждении

Влияние квантовых эффектов на фазовые превращения физики выявляли при помощи компьютерного моделирования (иллюстрация Thomas E. Markland, Eran Rabani, David R. Reichman et al./Nature Physics).

Из-за причуд квантовой механики твёрдые аморфные материалы способны становиться жидкостью не при нагреве, как бывает обычно, а при охлаждении до температуры в доли градуса выше абсолютного нуля.

Такой вывод сделали Эран Рабани (Eran Rabani) из университета Тель-Авива, а также его коллеги из Колумбийского университета в Нью-Йорке (Columbia University) и университета Цукубы (University of Tsukuba).

Учёные объясняют, что при экстремальном охлаждении на взаимодействие молекул в куске стекла (и их взаимное расположение) начинают оказывать огромное влияние квантовые эффекты (например, туннелирование частиц), корпускулярно-волновой дуализм и, как следствие, принцип неопределённости Гейзенберга.

Как утверждают исследователи, квантовые флуктуации могут и способствовать, и, напротив, препятствовать формированию стекла. И потому при выполнении ряда условий, мы можем расплавить стекло, не нагрев, а охладив его. (Это парадоксальное на первый взгляд заключение заставляет вспомнить опыт с затвердеванием золота при сверхскоростном нагреве.)

Такой «трюк», разумеется, не является целью сам по себе. Просто подобные модели помогают разобраться на атомном уровне — почему те или иные материалы ведут себя так, а не иначе. Физики отмечают, что полное понимание процесса преобразования жидкости в стекло до сих пор является одной из нерешённых научных задач.

«Мы надеемся, что будущие лабораторные эксперименты подтвердят наши прогнозы», — цитирует Эрана Рабани ScienceDaily. Подробности новой работы опубликовал журнал Nature Physics.



Учёные создали квантовый аналог игры в напёрстки

1 февраля 2011

Итальянцы претендуют на настоящий холодный ядерный синтез

26 января 2011

Новый тип магнитов решает проблему редких элементов

24 января 2011

Физики запутали десять миллиардов пар кубитов

20 января 2011

Учёные объяснили чудеса Санта-Клауса

28 декабря 2010