Çin’in çeşitli üniversitelerinden bir grup fizikçi, deneysel araştırmalar sonucunda maddenin süper katı fazındaki bir malzemenin ilk gözlemini yaptı. Ekip, Nature dergisinde yayınlanan çalışmalarında bu başarıya ulaşmak için gerçekleştirdikleri testleri ve sonuçlarını özetliyor. Nature dergisi aynı sayıda ekibin çalışmalarını özetleyen bir Araştırma Brifingi de yayınladı.
Paradoksal görünebilir, ancak bir süper katı, hem sert hem de süper akışkan olan bir malzemedir – yani direnç olmadan akan bir sıvıdır. Anthony Leggett‘in 1970’lerdeki teorik araştırması böyle bir malzemenin var olabileceği ihtimalini ortaya çıkarmıştır. Ancak bu zamana kadar hiç kimse böyle bir maddeyi doğada bulamamış ya da laboratuvarda oluşturamamıştı.
Bu yeni çalışmadaki araştırmacılar, bir süper katı oluşturmak için üçgen kafesler halinde düzenlenmiş atomlara sahip olma özelliğine sahip NBCP olarak bilinen bir kimyasalla başladılar. Araştırma ekibinin keşfettiğine göre bu, manyetik bir alana yerleştirildiğinde tüm atomlarının aynı yönde döneceğini gösteriyor.
Atomlar bir üçgen içine yerleştirildiğinden, sadece sınırlı sayıda potansiyel yönelim vardır ve bu da mıknatıs çıkarıldığında “hayal kırıklığına” neden olur. Bununla birlikte, atomların hepsi kendilerini komşularınınkinin tersi bir dönüşle konumlandırmaya çalışır. Bu bulgu, NBCP’nin doğru koşullarda bir süper katı olarak var olabileceği anlamına geliyordu.
Araştırmacılar, ideal koşulları oluşturmak için malzeme ısı sızıntılarından endişe etmeden manyetik bir alana maruz bırakılırken manyetokalorik etkiyi izlemek için bir cihaz inşa ettiler. Sonuç olarak entropi durumunu haritalayarak atomların spin durumlarını ve geçişlerini tanımlayabildiler. Sonuçları teorik hesaplamalarla karşılaştırdıktan sonra doğru yolda oldukları sonucuna vardılar.
Manyetokalorik Etki Nedir?
Manyetokalorik etki (MCE), harici bir alternatif manyetik alan H’de manyetik bir malzemenin termodinamik durumunun değişmesi olarak kendini gösterir. Manyetik alan H’nin uygulandığı koşullara (izotermal veya adyabatik) bağlı olarak, izotermal entropi değişimi ∆st veya adyabatik sıcaklık değişimi ∆Tad genellikle manyetokalorik etkinin büyüklüğünü karakterize eden sayısal parametreler olarak kullanılır.
Haberimize tekrardan dönersek;
Daha sonra nötron kırınımı ölçümleri yaptılar ve sonuçları teorik hesaplamalarla karşılaştırdılar ve bir kez daha uyum olduğunu keşfettiler. Bu ölçümler bir araya getirildiğinde, bir malzemeyi süper katı halde gördükleri sonucuna vardılar.
Bu keşfin kuantum olaylarının araştırılması ve yenilikçi malzeme simülasyonlarının oluşturulması için yeni yollar açması bekleniyor.
Kaynak: https://phys.org/news
