Oksfordo universiteto (Jungtinė Karalystė) mokslininkams pavyko stebėti medžiagos būseną, vadinamą kvantiniu sukinių skysčiu. Nors šios egzotinės būsenos egzistavimas teoriškai numatytas beveik prieš 40 metų, tik visai neseniai atlikti pirmieji tiesioginiai jos stebėjimai.
Iki pat dabar mokslininkai galėjo disponuoti labai ribota informacija, aprašančia kvantinio sukinių skysčio būsenos fizikines savybes. Oksfordo universiteto tyrėjai, bendradarbiaudami su Rezerfordo Epltono laboratorija (Jungtinė Karalystė), parodė, kaip temperatūra ir magnetinis laukas paveikia šią medžiagos būseną. Gauti rezultatai išspausdinti prestižiniame „Nature“ žurnale.
Mokslininkai pavyko stebėti kvantinį sukinių skystį į jį įterpiant miuonus – subatomines daleles, atkeliaujančias iki mūsų iš kosmoso arba susidarančias dalelių greitintuvuose. Šio proceso reikėjo tam, kad būtų galima išmatuoti mikroskopinį sukinių skysčių magnetizmą. Eksperimentams buvo naudojami miuonų šaltiniai Rezerfordo Epltono laboratorijoje bei Polo Šererio institute Šveicarijoje.
„Miuonai yra nepakeičiami tokios srities tyrimuose, nes jie labai jautrūs registruojant silpną magnetizmą ir fliuktuojančias būsenas, visai kaip mūsų sukinių skysčio būsenos atveju“, – teigia fizikos profesorius Stivenas Blandelis (Stephen Blundell).
Kvantinio sukinių skysčio būsena aptikta 70 miligramų mažyčių juodų organinės medžiagos kristalų, kurie buvo atšaldyti iki temperatūros, itin artimos absoliučiam nuliui. Medžiagos viduje magnetiniai atomai yra išsidėstę ant trikampio pavidalo tinklų ir elgiasi tarsi „kvantiniai sukiniai“. Dėl sąveikos tarp šių sukinių jie pasižymi skysčio savybėmis, todėl niekada nesustingsta į vieną konfigūraciją. Šis elgesys visiškai nepanašus į tą, kuriuo pasižymi įprasti kasdieniame gyvenime naudojami magnetai, kurių kvantiniai sukiniai, esant tam tikrai temperatūrai, apribojami tam tikra konfigūracija.
„Organinė medžiaga, kurią panaudojome tyrimuose, yra išties įspūdingas darinys, – pasakoja Tomas Lankasteris (Tom Lancaster) iš Oksfordo universiteto. – Taip yra todėl, kad dėl jos sąveikų atrodo, jog ji tiesiog sutverta pasiekti sukinių skysčių būseną“.
„Nuo to laiko, kai buvo iškelta tokia hipotezė, pasirodė apie 800 straipsnių, kuriose bandoma aptarti kvantinių sukinių skysčių savybes, – prideda Francis Pratas (Francis Pratt) iš Rezerfordo Epltono laboratorijos. – Tačiau iki pat dabar aptikta labai mažai eksperimentinių įrodymų, leidusių palyginti sugalvotas idėjas“.
