Co się topi w temperaturze zera absolutnego?

W temperaturze kilku stopni powyżej zera absolutnego może zachodzić zjawisko topienia. Tak kuriozalne właściwości przypisuje się szkłu. Wyjaśnienia tego fenomenu nie należy szukać w prawach fizyki klasycznej, ale gdzie indziej.

By poznać odpowiedź, dlaczego szkło w temperaturze kilku stopni powyżej zera absolutnego, zamiast ulegać silnemu zamrożeniu, może się topić, należy sięgnąć do prawideł rządzących fizyką kwantową. Konkretnie do teorii dualizmu korpuskularnno-falowego oraz zasady nieoznaczoności Heisenberga, zwanej inaczej zasadą nieokreśloności. Mówi ona, że istnieją takie pary wielkości, których nie da się jednocześnie zmierzyć z dowolną dokładnością. Zasada ta jest prawdziwa m.in. dla pary pęd - położenie cząstki.

Tak też zrobił prof. Eran Rabani z Uniwersytetu w Tel Awiwie oraz jego koledzy z Columbia University. Uczonym udało się odkryć nowe zjawisko kwantowe, dzięki któremu teoretycznie można szkło stopić przez jego chłodzenie. Tajemnica procesu tkwi u układaniu się cząstek podczas procesu szybkiego schładzania szkła, przy czym kluczowym czynnikiem do zajścia tej reakcji jest właśnie tempo schładzania. Jak wyjaśnia prof. Rabani: wiele ziemskich materiałów w procesie schładzania może stać się szkłem, to zaś w jeszcze niższej temperaturze może się stopić.

Nowe, metaliczne szkło - twardsze i bardziej wytrzymałe od stali

Zjawisko topienia się szkła podczas szybkiego schładzania w okolice zera absolutnego na razie pozostaje czysto naukową teorią, potwierdzającą prawdę, że świat w skali mikro rządzi się swoimi prawami.

Uczeni mają nadzieję, że badania potwierdzą ich przypuszczenia. Na razie nikt nie zgłosił pomysłów, do czego to – jakby na nie nie spojrzeć – bardzo interesujące odkrycie (a właściwie czekające na potwierdzenie przypuszczenie) można będzie spożytkować. Odkrycia mają jednak tę wdzięczną właściwość, że w większości przypadków bywają przydatne, więc pewnie i to na coś się komuś przyda.

Źródło: Spacedaily