ကိစ္စရပ်အားလုံးကို ငါတို့ဘယ်တော့သိမှာလဲ။ သုံး၊ငါးရာ အစား

လွန်ခဲ့သည့်နှစ်တွင်၊ ပိုလန်၊ အလွန်မာမာနည်းပါးသော်လည်း ပိုအဆင်ပြေသည်ဟု ဆိုနိုင်သည့် “အရာဝတ္ထုပုံစံတစ်ခု ထွက်ပေါ်လာသည်” ဟု မီဒီယာများက ဖြန့်ဝေခဲ့သည်။ Massachusetts Institute of Technology မှ သိပ္ပံပညာရှင်များ၏ ဓာတ်ခွဲခန်းမှ ထွက်ပေါ်လာသော ၎င်းသည် အစိုင်အခဲများနှင့် ဆူပါအရည်များ၏ ဂုဏ်သတ္တိများ ပေါင်းစပ်ထားသော ဆန့်ကျင်ဘက်တစ်မျိုးဖြစ်သည်။ သုည viscosity ရှိသော အရည်များ။

ယခင်က ရူပဗေဒပညာရှင်များသည် လွန်ကဲသော သတ္တဝါများ တည်ရှိမှုကို ကြိုတင်ဟောကိန်းထုတ်ခဲ့သော်လည်း ယခုအချိန်အထိ ဓာတ်ခွဲခန်းတွင် အလားတူမတွေ့ရှိသေးပါ။ Massachusetts Institute of Technology မှ သိပ္ပံပညာရှင်များ၏ လေ့လာမှုရလဒ်များကို Nature ဂျာနယ်တွင် ဖော်ပြခဲ့သည်။

"အလျှံပယ်ရှိမှုနှင့် အစိုင်အခဲဂုဏ်သတ္တိများ ပေါင်းစပ်ထားသည့် အရာဝတ္ထုသည် သာမန်အသိဥာဏ်ကို ဆန့်ကျင်သည်" ဟု MIT မှ ရူပဗေဒပါမောက္ခနှင့် ၂၀၀၁ ခုနှစ် နိုဘယ်လ်ဆုရှင် Wolfgang Ketterle က စာတမ်းတွင် ရေးသားခဲ့သည်။

ဤဆန့်ကျင်ဘက်အသွင်သဏ္ဍာန်ကို နားလည်စေရန်၊ Ketterle ၏အဖွဲ့သည် Bose-Einstein condensate (BEC) ဟုခေါ်သော ထူးခြားသောပုံစံဖြင့် အက်တမ်များ၏ supersolid state တွင် အက်တမ်များ၏ရွေ့လျားမှုကို ခြယ်လှယ်ခဲ့သည်။ Ketterle သည် BEC ကို ရှာဖွေတွေ့ရှိသူများထဲမှ တစ်ဦးဖြစ်ပြီး ရူပဗေဒဆိုင်ရာ နိုဘယ်လ်ဆုကို ရရှိခဲ့သည်။

"စိန်ခေါ်မှုမှာ 'အဏုမြူထောင်ချောက်' ၏ အပြင်ဘက်တွင် ဖြစ်ပေါ်လာပြီး အစိုင်အခဲ၏ ဝိသေသလက္ခဏာများ ရရှိစေမည့် ကွန်ဒွန်ဆိတ်ထဲသို့ တစ်ခုခုကို ပေါင်းထည့်ရန်ဖြစ်သည်" ဟု Ketterle မှ ရှင်းပြခဲ့သည်။

သုတေသနအဖွဲ့သည် အလွန်မြင့်မားသော လေဟာနယ်ခန်းတွင် လေဆာရောင်ခြည်များကို အသုံးပြုကာ ကွန်ဒွန်ဆိတ်အတွင်းရှိ အက်တမ်များ၏ ရွေ့လျားမှုကို ထိန်းချုပ်ခဲ့သည်။ မူလလေဆာအစုအဝေးသည် BEC အက်တမ်တစ်ဝက်ကို မတူညီသောလှည့်ဖျားမှု သို့မဟုတ် ကွမ်တမ်အဆင့်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲရန် အသုံးပြုခဲ့သည်။ ထို့ကြောင့် BEC အမျိုးအစားနှစ်မျိုးကို ဖန်တီးခဲ့သည်။ အပိုလေဆာရောင်ခြည်များ၏အကူအညီဖြင့် condensates နှစ်ခုကြားတွင် အက်တမ်များ လွှဲပြောင်းခြင်းသည် လှည့်ပတ်ပြောင်းလဲမှုများကို ဖြစ်စေသည်။

"နောက်ထပ်လေဆာများသည် အက်တမ်များကို လှည့်ပတ်လမ်းကြောင်းချိတ်ဆက်မှုအတွက် အပိုစွမ်းအင်တိုးပေးသည်" ဟု Ketterle ကဆိုသည်။ ရူပဗေဒပညာရှင်များ၏ဟောကိန်းထုတ်ချက်အရ ထွက်ပေါ်လာသောဒြပ်စင်များသည် လှည့်ပတ်ပတ်လမ်းတစ်ခုအတွင်း conjugated atoms နှင့် condensates များကို အလိုအလျောက် "density modulation" ဖြင့် သွင်ပြင်လက္ခဏာဖြစ်နိုင်သောကြောင့် ထွက်ပေါ်လာသောဒြပ်စင်သည် "လွန်ကဲစွာ" ဖြစ်သင့်သည်။ တစ်နည်းဆိုရသော် ဒြပ်ထု၏သိပ်သည်းဆသည် မတည်မြဲတော့ပေ။ ယင်းအစား၊ ၎င်းသည် ပုံဆောင်ခဲအစိုင်အခဲတစ်ခုနှင့် ဆင်တူသော အဆင့်ပုံစံရှိမည်ဖြစ်သည်။

စူပါဟာ့ဒြပ်ပစ္စည်းများအား ဆက်လက်သုတေသနပြုခြင်းသည် သာလွန်အရည်များနှင့် စူပါကွန်ဒတ်တာများ၏ ဂုဏ်သတ္တိများကို ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ နားလည်သဘောပေါက်နိုင်စေပြီး ထိရောက်သောစွမ်းအင်လွှဲပြောင်းမှုအတွက် အရေးကြီးပါသည်။ စူပါဟာ့ဒ်များသည် ပိုမိုကောင်းမွန်သော စူပါလျှပ်ကူးနိုင်သော သံလိုက်များနှင့် အာရုံခံကိရိယာများကို တီထွင်ထုတ်လုပ်ရန် သော့ချက်လည်း ဖြစ်နိုင်သည်။

ပေါင်းစပ်ပြည်နယ်များမဟုတ်ဘဲ အဆင့်များဖြစ်သည်။

superhard state သည် ပစ္စည်းတစ်ခုလား။ ခေတ်သစ် ရူပဗေဒ မှ ပေးသော အဖြေသည် ရိုးရှင်းသည် မဟုတ်ပေ။ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ အခြေအနေသည် အရာဝတ္ထုတည်ရှိရာ အဓိကပုံစံဖြစ်ပြီး ၎င်း၏ အခြေခံရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကို ဆုံးဖြတ်ပေးကြောင်း ကျောင်းမှ သတိရမိသည်။ အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ ဂုဏ်သတ္တိများကို ၎င်း၏ ပါဝင်သော မော်လီကျူးများ၏ အစီအစဉ်နှင့် အပြုအမူအားဖြင့် ဆုံးဖြတ်သည်။ XNUMX ရာစု၏ အစဉ်အလာ ပိုင်းခြားမှု သည် အဆိုပါ ပြည်နယ် သုံးခု ဖြစ်သော အစိုင်အခဲ (အစိုင်အခဲ)၊ အရည် (liquid) နှင့် gaseous (ဓာတ်ငွေ့) တို့ကို ခွဲခြား ထားသည်။

သို့သော်လည်း လက်ရှိအချိန်တွင်၊ အရာဝတ္ထုအဆင့်သည် အရာဝတ္ထုတည်ရှိမှုပုံစံများ၏ ပိုမိုတိကျသော အဓိပ္ပါယ်ဖွင့်ဆိုချက်ဖြစ်ပုံရသည်။ ပြည်နယ်တစ်ခုစီရှိ ရုပ်အလောင်းများ၏ ဂုဏ်သတ္တိများသည် ဤခန္ဓာကိုယ်များဖွဲ့စည်းထားသည့် မော်လီကျူးများ (သို့မဟုတ် အက်တမ်များ) ပေါ်တွင် မူတည်သည်။ ဤရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် စုစည်းမှုအခြေအနေသို့ ရှေးယခင်က ခွဲဝေခြင်းသည် အချို့သော အရာများအတွက်သာ မှန်ကန်သည်၊ သိပ္ပံနည်းကျ သုတေသနပြုချက်များအရ ယခင်က ပေါင်းစည်းမှုအခြေအနေတစ်ခုဟု ယူဆထားသည့်အရာသည် သဘာဝတွင် ကွဲပြားသည့် အရာဝတ္ထုများ၏ အဆင့်များစွာသို့ ပိုင်းခြားနိုင်သည်ဟု သိပ္ပံနည်းကျ သုတေသနပြုချက်များအရ သိရသည်။ particle ဖွဲ့စည်းမှု။ တူညီသော ခန္ဓာကိုယ်ရှိ မော်လီကျူးများကို တစ်ချိန်တည်းတွင် ကွဲပြားစွာ စီစဉ်နိုင်သည့် အခြေအနေများပင် ရှိပါသည်။

ထို့အပြင်၊ အစိုင်အခဲနှင့် အရည်အခြေအနေများကို နည်းလမ်းအမျိုးမျိုးဖြင့် သိရှိနိုင်သည်ကို တွေ့ရှိရသည်။ စနစ်အတွင်းရှိ အရာဝတ္ထုများ၏ အဆင့်အရေအတွက်နှင့် စနစ်၏ အရည်အသွေးပိုင်းပြောင်းလဲမှုမရှိဘဲ ပြောင်းလဲနိုင်သော ပြင်းထန်သောပြောင်းလဲမှုအရေအတွက် (ဥပမာ၊ ဖိအား၊ အပူချိန်) ကို Gibbs အဆင့်နိယာမအားဖြင့် ဖော်ပြထားပါသည်။

အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏အဆင့်တွင် ပြောင်းလဲမှုတစ်ခုသည် ထောက်ပံ့မှု သို့မဟုတ် စွမ်းအင်လက်ခံရယူမှု လိုအပ်နိုင်သည် - ထို့နောက် ထွက်လာသည့်စွမ်းအင်ပမာဏသည် အဆင့်ကိုပြောင်းလဲသော အရာဝတ္ထု၏ဒြပ်ထုနှင့် အချိုးကျမည်ဖြစ်သည်။ သို့ရာတွင်၊ အချို့သော အဆင့်အကူးအပြောင်းများသည် စွမ်းအင်ထည့်သွင်းခြင်း သို့မဟုတ် အထွက်မရှိဘဲ ဖြစ်ပေါ်ပါသည်။ ဤကိုယ်ခန္ဓာကိုဖော်ပြသည့် ပမာဏအချို့တွင် အဆင့်ပြောင်းလဲမှုတစ်ခုအပေါ် အခြေခံ၍ ကျွန်ုပ်တို့သည် အဆင့်ပြောင်းလဲမှုနှင့်ပတ်သက်၍ ကောက်ချက်ချပါသည်။

ယနေ့အထိ ထုတ်ပြန်ထားသော အကျယ်အဝန်းဆုံး အမျိုးအစားခွဲမှုတွင်၊ စုစုပေါင်းပြည်နယ်ငါးရာခန့်ရှိသည်။ အထူးသဖြင့် မတူညီသော ဓာတုဒြပ်ပေါင်းများ၏ ရောစပ်ထားသော အရာများစွာသည် အဆင့် နှစ်ခု သို့မဟုတ် ထို့ထက်ပို၍ တစ်ပြိုင်နက် တည်ရှိနိုင်သည်။

ခေတ်သစ်ရူပဗေဒပညာသည် များသောအားဖြင့် အရည်နှင့် အစိုင်အခဲ အဆင့်နှစ်ဆင့်ကို လက်ခံလေ့ရှိပြီး ဓာတ်ငွေ့အဆင့်သည် အရည်အဆင့်၏ အခြေအနေများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ နောက်ပိုင်းတွင် ပလာစမာ အမျိုးအစား အမျိုးမျိုး၊ ဖော်ပြပြီးသား supercurrent အဆင့် နှင့် အခြားသော အရာများ၏ အခြေအနေများ ပါဝင်သည်။ အစိုင်အခဲအဆင့်များကို ပုံဆောင်ခဲပုံစံအမျိုးမျိုးအပြင် amorphous ပုံစံဖြင့် ကိုယ်စားပြုသည်။

Topological zawiya

အသစ်သော "စုပေါင်းပြည်နယ်များ" ၏ အစီရင်ခံစာများ သို့မဟုတ် ပစ္စည်းများ၏ အဆင့်များကို သတ်မှတ်ရန် ခက်ခဲသော အစီရင်ခံစာများသည် မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း သိပ္ပံနည်းကျ သတင်းများ၏ အဆက်မပြတ် ပြန်လည်တင်ဆက်မှုတစ်ခုဖြစ်သည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ရှာဖွေတွေ့ရှိမှုအသစ်များကို အမျိုးအစားများထဲမှ တစ်ခုသို့ သတ်မှတ်ခြင်းသည် အမြဲတမ်းမလွယ်ကူပါ။ အစောပိုင်းတွင်ဖော်ပြထားသော supersolid ဒြပ်စင်သည် အစိုင်အခဲအဆင့်ဖြစ်ကောင်းဖြစ်နိုင်သော်လည်း ရူပဗေဒပညာရှင်များတွင် ကွဲပြားသောအမြင်ရှိနိုင်သည်။ လွန်ခဲ့သော နှစ်အနည်းငယ်က တက္ကသိုလ်ဓာတ်ခွဲခန်းတစ်ခုတွင်

ဥပမာအားဖြင့်၊ ကော်လိုရာဒိုတွင်၊ အမှုန်အမွှားတစ်ခုသည် အရည်တစ်ခုခု၊ အစိုင်အခဲတစ်ခုခုဖြစ်သည့် gallium arsenide ၏အမှုန်များမှ ဖန်တီးခဲ့ခြင်းဖြစ်သည်။ 2015 ခုနှစ်တွင် ဂျပန်နိုင်ငံ၊ Tohoku University မှ ဓာတုဗေဒပညာရှင် Cosmas Prasides ဦးဆောင်သော နိုင်ငံတကာ သိပ္ပံပညာရှင်အဖွဲ့မှ Jahn-Teller metal ဟုခေါ်သော insulator၊ superconductor၊ metal နှင့် magnet တို့၏ ဂုဏ်သတ္တိများ ပေါင်းစပ်ထားသော အရာအသစ်တစ်ခုကို ရှာဖွေတွေ့ရှိကြောင်း ကြေညာခဲ့သည်။

Atypical "hybrid" အစုလိုက်ပြည်နယ်များလည်း ရှိပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ဖန်သားပြင်တွင် ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံ မပါဝင်သောကြောင့် တစ်ခါတစ်ရံတွင် "supercooled" အရည်အဖြစ် သတ်မှတ်သည်။ နောက်ထပ် - အချို့သောပြသမှုများတွင်အသုံးပြုသော အရည်ပုံဆောင်ခဲများ၊ putty - ဆီလီကွန်ပေါ်လီမာ၊ ပလပ်စတစ်၊ မျှော့သို့မဟုတ်ကြွပ်ဆတ်ပုံပျက်မှုနှုန်းပေါ် မူတည်. အလွန်စေးကပ်သော၊ ကိုယ်တိုင်စီးသောအရည် (အစပြုသည်နှင့်၊ အထက်ဖန်ခွက်အတွင်းရှိ အရည်များ ကုန်သွားသည်အထိ ပြည့်လျှံနေမည်)။ Nitinol သည် နီကယ်-တိုက်တေနီယမ်ပုံသဏ္ဍာန် မမ်မိုရီအလွိုင်းဖြစ်ပြီး ကွေးသွားသည့်အခါ ပူနွေးသောလေ သို့မဟုတ် အရည်တွင် ဖြောင့်သွားမည်ဖြစ်သည်။

အမျိုးအစားခွဲခြားမှုက ပိုပိုပြီး ရှုပ်ထွေးလာတယ်။ ခေတ်မီနည်းပညာများသည် အရာဝတ္ထုများကြား နယ်နိမိတ်များကို ဖျောက်ဖျက်ပစ်သည်။ ရှာဖွေတွေ့ရှိမှုအသစ်များ ပြုလုပ်လျက်ရှိသည်။ 2016 နိုဘယ်လ်ဆုရှင်များဖြစ်သည့် David J. Thouless, F. Duncan, M. Haldane နှင့် J. Michael Kosterlitz တို့သည် ကမ္ဘာနှစ်ခုကို ချိတ်ဆက်ထားသည်- သင်္ချာဘာသာရပ်ဖြစ်သည့် ရူပဗေဒဘာသာရပ်နှင့် topology ဘာသာရပ်ဖြစ်သည့် အရာဝတ္ထု၊ topological ချို့ယွင်းချက်များနှင့် ရိုးရာမဟုတ်သော အဆင့်များ - topological phases တို့နှင့် ဆက်စပ်နေသော ရိုးရာမဟုတ်သော အဆင့်အကူးအပြောင်းများ ရှိနေသည်ကို ၎င်းတို့ သိရှိနားလည်ခဲ့သည်။ ယင်းကြောင့် စမ်းသပ်မှုနှင့် သီအိုရီဆိုင်ရာ အလုပ်များ ပြိုလဲသွားခဲ့သည်။ ဤနှင်းမုန်တိုင်းသည် အလွန်လျင်မြန်သော အရှိန်ဖြင့် စီးဆင်းနေဆဲဖြစ်သည်။

လူအချို့သည် XNUMXD ပစ္စည်းများကို ထူးခြားဆန်းသစ်သော အခြေအနေတစ်ခုအဖြစ် မြင်လာပြန်သည်။ ဤ nanonetwork အမျိုးအစားဖြစ်သော phosphate၊ stanene၊ borophene သို့မဟုတ် နောက်ဆုံးတွင် လူကြိုက်များသော graphene - နှစ်ပေါင်းများစွာ သိလာခဲ့သည်။ အထက်ဖော်ပြပါ နိုဘယ်လ်ဆုရှင်များသည် အထူးသဖြင့် ဤအလွှာတစ်ခုတည်းမှ ပစ္စည်းများ၏ topological analysis တွင် ပါဝင်ခဲ့ပါသည်။

ဒြပ်ထု၏အခြေအနေများနှင့် အဆင့်များဆိုင်ရာ ခေတ်ဟောင်းသိပ္ပံပညာသည် ရှည်လျားလှပြီဟု ထင်ရသည်။ ရူပဗေဒသင်ခန်းစာများမှ မှတ်မိနိုင်သည်ထက် ကျော်လွန်ပါသည်။