15:03 2022-01-20
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ S-a observat tranziție de fază triplă într-un quasicristal fotonic
_ Tranziție triplă de fază într-o fotonică quasicrystal observat
Împreună cu colegul lor, profesorul Stefano Longhi (Institutul Politehnic din Milano), fizicienii din grupul profesorului Alexander Szameit (Universitatea din Rostock) au descoperit o tranziție în triplă fază. În momentul critic, trei proprietăți fundamentale ale unui material artificial complicat se schimbă brusc: topologia, conductivitatea și schimbul de energie cu mediul. Aceste rezultate provoacă opinia stabilită că aceste trei proprietăți majore ale materialelor ar fi în mare măsură independente una de cealaltă. Descoperirea a fost publicată recent în revista Nature și ar putea deschide calea către o înțelegere holistică a funcționării interioare a materialelor complexe.
Tranzițiile de fază, în care proprietățile unui material se schimbă brusc, sunt un concept crucial. în natură. Poate că cea mai cunoscută manifestare a lor are loc iarna: micile abateri de la temperatura de 0 grade Celsius (32 grade Fahrenheit) determină dacă apa există sub formă lichidă sau sub formă de gheață și zăpadă solidă. Mai puțin obișnuite sunt tranzițiile de fază în care două proprietăți se schimbă în același timp: pe măsură ce așa-numitele supraconductoare sunt răcite spre zero absolut (-273 grade Celsius / -460,4 grade Fahrenheit), își pierd complet rezistența electrică și își schimbă simultan proprietățile magnetice. Și mai evazive sunt tranzițiile de fază care leagă trei proprietăți diferite. Cu tehnologii optice de ultimă oră, echipa condusă de profesorul Alexander Szameit a dezvăluit recent existența unei astfel de tranziții triple evazive, în care trei caracteristici independente ale unui material suferă împreună o schimbare bruscă.
„Am descoperit. că într-o anumită clasă de solide, cunoscute sub numele de cvasicristale, trei proprietăți fundamentale sunt legate între ele în mod neașteptat”, explică profesorul Szameit. Cvasicristalele, a căror descoperire a dus la premiul Nobel în 2011, sunt printre cele mai rare structuri din natură: singurele două minerale din această clasă au fost descoperite într-un meteorit din Orientul Îndepărtat al Rusiei și, prin urmare, sunt literalmente de origine extraterestră. „Pentru a studia caracteristicile acestor entități fascinante, am împletit căile luminii în fibre optice lungi de un kilometru. Dinamica complexă rezultată oglindește cu fidelitate mișcarea electronilor în cvasicristale”, explică Ph.D. studentul Sebastian Weidemann, care a proiectat și a condus experimentele împreună cu dr. Mark Kremer. „În timp ce am studiat propagarea luminii în aceste sisteme, am făcut descoperirea uluitoare a unei tranziții de fază triplă, în care topologia, conductivitatea și schimbul de energie între cvasicristalul sintetic și mediul său se schimbă brusc.” adaugă Sebastian.
Topologia unui material indică capacitatea acestuia de a suporta curenți de margine robusti; un concept, care a fost distins cu Premiul Nobel în 2016. Structura internă a unui material determină în primul rând dacă orice curent poate circula. Ideea care stă la baza acestui fenomen a fost onorat cu un premiu Nobel în 1977. Încercarea de a descrie sistematic schimbul de energie cu mediul a dat naștere în cele din urmă la noțiunea așa-numitei simetrie PT, care nu a fost introdusă în fizică decât în 1998. Cu toate acestea, aceste concepte păreau să fie în mare măsură independente unele de altele. „Rezultatele noastre demonstrează că acestea pot fi în schimb trei aspecte ale unei conexiuni mai profunde care încă nu a fost descoperită”, conchide Szameit. „Descoperirea unei astfel de tranziții cu triple fază și posibila unificare a topologiei, conductivității și schimbului de energie, reprezintă o descoperire în știința fundamentală a propagării tuturor tipurilor de unde, de la lumină la sunet și chiar electroni.”
Aceste descoperiri au fost publicate recent în renumitul jurnal Nature.
Comentarii:
Adauga Comentariu