Сжимаемость измеряет изменение объема, когда давление оказано. Обычно сжимаемость всегда положительная. Но больше давления приводит к меньшему объему.
Вообразите резиновый шар: чем больше Вы нажимаете его, тем больше это сжимает. Это происходит, потому что расстояние между атомами резинового шара уменьшается, когда Вы оказываете давление.
То же самое верно даже для твердых объектов, как стол. Хотя Вы не можете чувствовать его, если Вы нажимаете на стол, Вы на самом деле вынуждаете стол стать просто немного разбавителем. С другой стороны, в условии нулевой сжимаемости, даже если Вы увеличиваете оказанное давление, Вы не можете изменить объем. Константинов и его сотрудники интересуются изучением этих любопытных государств и нашли, что при особых условиях, сжимаемость электронов становится нолем.
Команда учится, электроны пульсировали из вольфрамовой нити и заманили в ловушку на поверхности жидкого гелия при чрезвычайно низких температурах. Гелий был выбран, потому что это – единственная известная квантовая жидкость: это становится жидкостью при низких температурах, и это остается жидкостью даже на нуле Келвин. Кроме того, это не содержит примесей, и это может сформировать очень гладкую поверхность с только крошечными волнами меньше чем 1 Ангстрема, который сопоставим с размером атома гелия.
В 3D космосе обычно частицы могут переместиться в каждом направлении, но при низких температурах система пойманных в ловушку электронов может быть упрощена до 2D конфигурации, и ученые могут сконцентрироваться на 2D движении электронов на поверхности слоя гелия.Выше и ниже гелия 2D слой там два кольцевых электрода с колеблющимся электрическим потенциалом. Применение колеблющегося потенциала эквивалентно применению силы, поэтому давление, электронам. Команда измерила плотность электронов, которая связана с расстоянием между электронами при определенных условиях магнитного поля и микроволновых частотах, и нашла, что расстояние между электронами не изменяется, означая, что их сжимаемость – ноль.
Тот же самый экспериментальный набор приводит также к другому интригующему явлению, которое является нулевым удельным сопротивлением. Нулевое удельное сопротивление также очень редко по своей природе, и оно указывает, что, если Вы применяете электрический ток, оно может течь неопределенно в материале. «Каждый раз, когда Вы наблюдаете нулевое удельное сопротивление, это – очень большая проблема в физике. Вы всегда ожидаете видеть некоторое разложение или трение по своей природе, но если Вы находите что-то перемещающееся с нулевым удельным сопротивлением, таким образом, без разложения, без трения, Вы хотите понять то, что продолжается.
Это похоже, если Вы выдвигаете объект, и это переместится и переместится навсегда без остановки: это очень необычно!» объясняет Константинов. Научное сообщество все еще ищет объяснение этих необычных явлений. «Мы не знаем, как электроны перемещаются, чтобы достигнуть государства нулевой сжимаемости и нулевого удельного сопротивления.
Это – уникальное естественное состояние», подчеркивает Константинов.