ТАСС, 2 ноября. Ученые из Великобритании и России выяснили, что на поверхности сверхтекучего гелия-3 есть двумерная прослойка, которая изолирует его толщу от теплового воздействия окружающего мира. Это открытие обогатило представления ученых о поведении и структуре квантовых систем, сообщила в четверг пресс-служба Ланкастерского университета. Статья с описанием работы опубликована на портале ArXiv.org, где исследования размещаются до официальной публикации в рецензируемых научных изданиях.

       "С точки зрения термомеханики гелий-3 при максимально низких температурах и энергиях является двумерным материалом. Это открытие заново определяет наше понимание сути этого сверхтекучего вещества", - заявил научный сотрудник Ланкастерского университета Самули Аутти, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

       Аутти и его коллеги по университету, а также физики из Института физических проблем РАН в Москве пришли к такому выводу в ходе наблюдений за тем, как транспортируется тепловая энергия внутри жидкого гелия-3, охлажденного до температуры, близкой к абсолютному нулю (минус 273 градуса Цельсия). При охлаждении до таких температур гелий-3 превращается в экзотическую квантовую субстанцию, сверхтекучую жидкость, которая состоит из "двоек" атомов этого благородного газа. Они ведут себя как пары электронов внутри сверхпроводников.

       Поведением этой формы материи всецело управляют законы квантовой физики, за изучение и раскрытие которых Виталий Гинзбург, Алексей Абрикосов и Тони Леггетт получили в 2003 году Нобелевскую премию. Авторы новой работы заинтересовались тем, как тепло распространяется по этой экзотической субстанции. Чтобы выяснить это, исследователи охладили гелий-3 до максимально низкой температуры и погрузили в него сверхтонкую проволоку из сверхпроводника на базе ниобия и титана, по форме напоминающую футбольные ворота.

       Идет загрузка рекламы

       Как объясняют авторы, частота и другие параметры вибраций этой структуры зависят от температуры внутри изучаемой жидкости. Это позволило последить за транспортировкой тепла в сверхтекучем гелии-3. Наблюдения указали на то, что в передаче тепловой энергии участвует лишь поверхность жидкого гелия-3, внутри которой возникают квазичастицы, способные переносить тепло.

       "Если бы можно было поместить палец в супержидкость, она ощущалась бы как двумерная структура. Основная ее часть ощущается как пустота, в то время как тепло распространяется по двумерной подсистеме по краям жидкости, или, другими словами, вдоль вашего пальца", - пояснил Аутти.

       Последующие опыты физиков показали, что эти квазичастицы проникают в толщу сверхтекучего гелия-3 только если его сильно взболтать. Это говорит о том, что внутренняя часть гелия-3 изолирована от тепловых воздействий окружающей среды. Открытие стало большой неожиданностью для ученых, так как оно указывает на различия в свойствах и структуре сверхтекучего гелия-3 на поверхности и в его толще. Это объясняет некоторые аномалии в том, как гелий-3 взаимодействует с тепловой энергией, подытожили физики.