Mi a különbség a mindennapi és a tökéletes szállítás között?
A hétköznapi anyagokban a töltések, az energia vagy a tömeg mozgását mindig lassítja a súrlódás, az ütközések és az ezekből következő ellenállás. A TU Wien kutatóinak most sikerült meghaladniuk ezt a korlátot: a gondosan kialakított kísérletben olyan fizikai rendszert figyeltek meg, amelyben a transzport nem csökken, hanem tökéletesen megmarad.
Ballisztikus és diffúzív szállítás: alapszabályok az anyagok világából
Az anyagok a részecskék mozgása szerint két alapvető típusba sorolhatók. Ballisztikus szállításról beszélünk, amikor egy részecske akadálytalanul halad, és kétszer akkora távot kétszer annyi idő alatt tesz meg – mintha egy pisztolygolyó haladna. Diffúzív szállítás során viszont a véletlenszerű ütközések okozzák az energia eloszlását, például hővezetéskor: hogy kétszer akkora távot megtegyen az energia, négyszer annyi időre van szükség.
Amikor minden szokatlan: tökéletes vezetés az ultrahideg gázban
A TU Wien kísérletében nem érvényesült egyik klasszikus szállítási minta sem. Az atomáramlást vizsgálva megállapították, hogy a diffúzió – vagyis a hagyományos energiaeloszlás – szinte teljesen megszűnt. Az anyag tömeg- és energiaáramlása veszteség nélkül, akadozás nélkül haladt keresztül a rendszeren, függetlenül attól, hány atom ütközött össze útközben.
A kvantumos Newton-bölcső és ami mögötte van
A kutatók ezt a jelenséget egy Newton-bölcsőhöz hasonlították, amelyben az energia egy adott irányban úgy adódik tovább, hogy közben egyik részecske sem veszít lendületéből – mindössze átadja azt a következőnek. A gáz sosem éri el a termikus egyensúlyt, az energia és a lendület folyamatosan továbbadódik, nem oszlik el hő formájában, mint a legtöbb anyagban. Ez az ultrahideg rendszerek új típusú viselkedéséhez vezethet, amelynek tanulmányozása segíthet megérteni, hogyan születik meg vagy tűnik el az ellenállás kvantumszinten.
