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科学家曾于2004年首次报告了超固态(或称超固体)的存在,处于这种状态下的固体能够进行毫无摩擦力的流动,但同时也有专家质疑当时的研究人员对于实验结果的解读是错误的。
2004年,韩国科学和技术先进研究所的金恩盛(音译)和美国宾夕法尼亚州立大学的摩西·陈在《自然》杂志上报告称,他们对冷却后的液态氦施压直至原子被迫进入晶格中,然后让一个填满了这种固体氦的滚筒先朝一个方向旋转,再朝反方向旋转,如此反复。当该滚筒被冷却时,会更加频繁地转换旋转方向。他们推测,这是因为有些氦变成了无摩擦力的超固态,减少了同滚筒一起旋转的氦的质量,使滚筒能更快地改变方向。
但美国康乃尔大学的约翰 雷普对此解释提出了质疑。雷普认为,滚筒能在更低温度下更快地转换方向是因为氦已经变成了不稳定的“量子塑料”――一种科学家以前并不知晓、有别于超固态的物质相位。他表示,是“量子塑料”增加的弹性让滚筒更容易改变其旋转方向。
为了验证雷普的说法是否正确,金恩盛将滚筒放置在一个更大的装置中,并让这种装置仅朝一个方向旋转,而其内部的滚筒则跟之前实验一样,先朝一个方向旋转,再朝反方向旋转。他认为,弹性应该只能影响滚筒改变其旋转方向的频率,如果固态氦是量子塑料,那么,外部添加一个大的装置并不会改变结果。
然而,金恩盛的研究团队发现,实验结果出现了变化,随着温度下降,滚筒旋转方向改变的频率并没有加快。他表示,最好的解释就是氦变成了超固体,因为在一个超固体中,持续的旋转应该导致涡系形成(如同液体中出现的一样),从而干扰物质的量子属性,并且减少超固态物质。
与此同时,西班牙加泰罗尼亚理工大学的雅洛斯拉弗 路特斯希恩和同事在最近的研究中也发现了超固态存在的更进一步证据。他们表示,超固体氦之所以流动是因为在晶格中形成了洞。该团队试验了这些洞在不同压力下形成的可能性,结果证明,洞形成的压力同金恩盛实验中确认超固态氦出现比例最大时的压力最匹配,这说明金恩盛的实验的确提供了确凿的证据(尽管并非全部证据)表明固体氦中包含超固体。
然而,雷普还是对此保持怀疑,他认为,外部添加的装置所补充的能量不会影响滚筒改变旋转方向的频率这一假设不对。他表示,研究人员看到的超固体信号正是“量子塑料”弹性的表现。
2016年1月,英国爱丁堡大学科学家利用钻石对顶砧制造出某种极端高压状态,从而生成“第五状态氢”,即超固态氢。
有研究认为,在白矮星里面,压力和温度高,这种状态下,不但原子之间的空隙消失,原子外围的电子层也被压碎了,所有的原子核和电子都紧紧地挤在一起,不再有什么空隙。这样的物质被称做超固态物质。 2100433B
物质的第五态即超固态,又称超密态。当物质处于在140万大气压下,物质的原子就可能被“压碎”。电子全部被“挤出”原子,形成电子气体,裸露的原子核紧密地排列,物质密度极大,这就是超固态。超固态是物质在空间内整齐的,紧密排列的具有超流体性质的一种物质。
在低温时,电子气是简并的。对于理想的简并电子气,在零温时,电子所具有的最高动量(称为费密动量pF)为:式中为,h为普朗克常数,n为电子数密度。可见,即使在零温时,电子仍然具有相当高的动量,可以产生相当高的压力。
美国科学家曾宣称他们可能发现了物质存在的新状态-超固态(或超固体)。如果他们的发现是正确的话,那么他们所见到的则是一种十分奇异的物质状态。该状态下的物质为一种固态晶体,但令人惊讶的是,它能像滑润的、无粘性的液体那样流动。
超固态的物质是不可能形成的,物质中原子中子施压到一定量时,就会发生核裂变,就会转化成能量,是没办法再施压的。宇宙中的任何事物都不会是极端的,物极必反。中国近期有人研究出,物质只有压力,没有引力,引力是...
物质目前到底是到底有几态,哪几态存在与地球,还有态的具体构成,还有第五态是超固态还是什么爱意斯坦凝
超流体是一种物质状态,特点是完全缺乏黏性。如果将超流体放置于环状的容器中,由于没有摩擦力,它可以永无止尽地流动。当物质处于在140万大气压下,物质的原子就可能被"压碎"。电子全部被...
超固结状态的淤泥质土在物理性质上与正常或欠固结淤泥质土没有太大区别,但在力学性质上有着明显的差异,这些土层在过去历史上曾受到过比目前所受的有效上覆土压力p?o更大的竖向有效压力即先期固结压力pc,土层...
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超固结土一维次压缩特性实验研究——对上海重塑粘土土样进行了一维次压缩实验,研究超固结土的一维次压缩特性,所有的土样都进行了预压处理,试验结果表明(1)超固结土的次压缩指数小于正常固结土的次压缩指数;(2)上海重塑超固结土的Ca/Cc基本为一恒定的值...
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物质的一般情况下,物质都有三态,如水的三态为冰、水、水蒸气,分别
为固体,液体和气体。当然,物质还有其他两种存在的形态,叫做等离子态和超固态。处于等离子态的物质叫做等离子体,处于超固态的物质叫做超固体。
注:某些实验十分危险,这里未写。
可以通过将液态物体加压或冷冻至凝点,也可以将超固态的物质减压生成。
可以通过固态物质加热或减压生成,也可以通过气态物质冷凝或加压生成。
可以将液态物质蒸发。2100433B
超固体(Supersolid)是一种空间有序(比如固体或晶体)的材料,但同时还具有超流动性。换句话说,超固体同时具有固体和流体的特性。当量子流体,比如 He-4 冷却到某特征温度以下时,He-4 将经历超流转变,进入一个零黏性的态。这个转变被认为与发生玻色-爱因斯坦凝聚有关。
超固体也译作超固态。
超固体的概念最早在 1969 年由俄国物理学家安德列也夫(Alexander Andreev)和栗弗席兹(Ilya Liftshitz)提出。他们认为当温度接近绝对零度时,玻色子固体晶格中的空位(vacancies,理想晶体中移去一个原子将留下一个空位)将全部坍缩为相同的基态,即发生玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)。在超固态,空位将成为相干的实体(coherent entity),可以在剩下的固体内不受阻碍地移动,就象超流体一样。
只有非常弱束缚的元素如氦(He)才会成为超固体,因为只有它们的结构会受量子"零点能" 有效的扰动从而留下空位。
(详见百度百科-超固体)