Супержидкость (сверхтекучая жидкость), состоящая из охлажденных атомов гелия-4, прибывает веществом с массой захватывающих параметров, некие из тот или другой кидают вызов законам обычной физики. Водянистый гелий-4 проникает через стекло, ее не может длинно удерживать даже самый герметичный контейнер, она, эта супержидкость, может даже течь ввысь по вертикальным поверхностям. Ко цельным странностям сверхтекучего гелия-4 можнож добавить на теоретическом уровне обоснованную в 1941 году потенциал существования в нем экзотических квазичастиц, заработавших заглавие ротон (roton). И опосля долголетних попыток обнаружения этих квазичастиц исследователям из Калифорнийского института удалось искусственно сделать и зарегистрировать ротоны в супержидкости, состоящей не из молекул гелия-4, а из сверхохлажденных атомов цезия-133.
На необыкновенные характеристики супержидкости гелия-4 пристальное заинтересованность ученых имелось обращено в 1937 году. В те поры исследования в данной для нас области проводились группой академика Петра Капицы в Москве, группой Джона Ф. Аллена и Дональда Мизенера из института Торонто, а в 1941 году, грядущий лауреат Нобелевской премии Лев Ландау подвел обоснование из теории квантовой механики под открытие, изготовленное Капицей. Сообразно теории Ландау свойство сверхтекучести гелию-4 придает некоторая единица коллективного вихреобразного движения атомов, тот или иной можнож осматривать как единичную квазичастицу, тот или иной приобрела заглавие ротон.
За почти все десятилетия, прошедшие с причины теоретического обоснования вероятности существования ротона, почти все ученые, включая конкретно Ландау, Ричарда Фейнмана и Филиппа Нозьера, разрабатывали разнообразные варианты теоретической модели ротона, не располагая вероятности следить его "вживую". "И даже в нынешнее время, по прошествии 7 десятилетий, ротон остается источником загадок и противоречий" - ведает Ченг Чин (Cheng Chin), доктор физики из Калифорнийского института.
Пытаясь сделать искусственный ротон для того, чтоб разыскать доказательства имеющихся теорий, исследователи из Чикагского института охладили цилиндрическую камеру до температуры в 15 наноКельвинов, т.е. к температуре, незначительно превосходящей температуру безусловного нуля. В данной для нас камере имелась сотворена оптическая сетка из "переплетенных" проблесков инфракрасных лазеров, в отделах тот или иной находилось около 30 тыщ атомов цезия-133. И после чего ученые мягко "встряхнули" все атомы цезия.
"Нам потребовалось около 10 секунд, чтоб атомы цезия охладились до нужной температуры, превратившись в сверхтекучую супержидкость" - ведает доктор Чин, - "А потом мы употребляли идеально новейшую идею, мы встряхнули всю оптическую сетку, что привело к возникновению ротонов в воды".
Спустя немного недель опосля открытия чикагских ученых, сделать искусственные ротоны удалось и группе исследователей из Вашингтонского института и Шанхайского института науки и техники. Но в ругательном случае ротоны имелись сделаны немного остальным способом, ученые употребляли полупрямые доп лазеров, тот или иной "взбаламутили" супержидкость сверхохлажденных атомов цезия.
В обоих вариантах ученые судили о факте происхожденья ротонов по необыкновенностям диапазона возбуждения атомов супержидкости. Анализ диапазона дозволил измерить энерго характеристики ротонов, а исследования того, как существование ротонов затрагивает характеристики сверхтекучести воды проводились с помощью полупрямой лазера с определенными чертами, тот или иной просвечивал эталон атомарной супержидкости.
Еще пока ученые не знают, к каким последствиям может привести изготовленное ними открытие, не считая как подтвердить некие из живших ранее теорий. Одно из использований новейших познаний может находиться в сфере сверхпроводников, где некие нюансы поведения сверхпроводящих субстанций перекликаются с подобными качествами поведения сверхтекучих жидкостей.