Физики предсказали существование квантовых квазикристаллов

Разные замощения, полученные физиками. Квазикристалл на картинке c)
Разные замощения, полученные физиками. Квазикристалл на картинке c)
S. Gopalakrishnan at el.
Физики-теоретики предсказали существование так называемых квантовых квазикристаллов. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится на сайте Американского физического общества. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

Квазикристаллы (подробно про них «Лента.ру» уже писала) были открыты Даном Шехтманом в 1982 году. За это открытие он удостоился Нобелевской премии по химии 2011 года. В квазикристаллах, в отличие от обычных кристаллов, кристаллическая решетка не переходит в себя при сдвигах на вектора (то есть типы ячеек и их ориентация могут повторяться, а совместное расположение — нет). В результате симметрии такой решетки — движения, переводящие кристалл в себя и определяющие его физические свойства — могут быть устроены отличным от симметрий обычного кристалла образом.

СТАТЬИ
Картина дифракции сплава алюминия и марганца, полученная Шехтманом
Совсем несовершенный икосаэдр
Нобелевскую премию по химии дали за геометрическое открытие
В рамках работы ученые рассматривали конденсат Бозе-Эйнштейна — особое состояние вещества, состоящего из бозонов, достигаемое при температурах, близких к абсолютному нулю. В таком состоянии достаточно большое число частиц оказывается на своем нижнем энергетическом уровне, поэтому квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне. Для простоты работы физики считали, что их конденсат двумерен — то есть бозоны располагаются на плоскости.

При должной настройке (в бозоны пришлось добавить фермионов и поместить его под лазерное излучение) волновая функция конденсата оказывается квазипериодической. Это означает, что ее максимумы и минимумы образуют двумерное замощение плоскости пятиугольниками и ромбами, которое не переходи в себя при сдвиге ни на какой вектор. Это замощение ученые назвали квазикристаллической квантовой структурой. Примечательно, что при разных параметрах эксперимента ученым удавалось получать и кристаллические структуры (впрочем, термин «квантовый кристалл» зарезервирован уже для другого объекта).

Известно, что обычные квазикристаллы обладают рядом интересных свойств. Например, они плохо проводят электричество при отличных механических свойствах. Кроме этого в квазикристаллах наблюдаются фононные возмущения — возмущения особого рода, при которых атомы перестраиваются без изменения энергии системы. Физики надеются, что квантовые кристаллы окажутся еще интереснее в плане особенностей — свойства этих объектов ученые пока предсказать не могут.

Мозаика Пенроуза
Мозаика Пенроуза

Отредактировано kerberos (2013-10-31 22:34:06)

Подпись автора

[url=https://StartCom.pro/?ref=kerberos2007
]Тариф «На 24 часа»Доходность:1.5% в день[/url]