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超固体(超固体存在吗)

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超固态是什么?

简介

当物质处于在140万大气压下,物质的固体原子就可能被“压碎”。电子全部被“挤出”原子,超固存形成电子气体,体超裸露的固体原子核紧密地排列,物质密度极大,超固存这就是体超超固态。一块乒乓球大小的固体超固态物质,其质量至少在1000吨以上。超固存 已有充分的体超根据说明,质量较小的固体恒星发展到后期阶段的白矮星就处于这种超固态。它的平均密度是水的几万到一亿倍。 美国科学家宣称他们可能发现了物质存在的新状态———超固态(或超固体)。如果他们的发现是正确的话,那么他们见到的则是物质的一种十分奇异的状态。该状态下的物质为一种晶体固态,但能像滑润的、无粘性的液体那样流动。

编辑本段超流体

无粘性液体的行为相当独特,人们认识它已有多年,并将它们称为超流体。当容器中的超流体被搅拌后,它将永久地保持旋涡形状,这是在普通液体中无法看到的现象。此外,超流体甚至可以沿着容器的一边向上蔓延并高出容器的顶端。过去,研究人员利用氦—4和氦—3首次发现两种超流体。这两种物质的超流体行为或现象需要在冷却到接近绝对零度时才会出现。 据1月15日《自然》杂志网络版介绍,美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员永顺•金和摩西•陈表示,他们已将冷冻的氦—4成功地转变成超固体。实验中,他们将氦—4充进多孔带有狭窄通道的维克玻璃盘中,接着冷却玻璃盘并附加60多个大气压的压力。然后,将该玻璃盘进行旋转,在高于绝对零度0.175摄氏温度时,这时的氦—4应该仍然是固态,他们却发现玻璃的旋转突然开始变得轻松。对此现象的解释是固态的氦—4具有了液态的流动性,这导致旋转变得容易。也就是说氦—4这时的状态为超固态。

什么是超固态?什么是超流体?

超固态是指当物质处于在140万左右大气压下,物质的原子就可能被“压碎”。电子全部被“挤出”原子,形成电子气体,裸露的原子核紧密地排列,物质密度极大,这就是超固态。

超流体是一种物质状态,特点是完全缺乏黏性。如果将超流体放置于环状的容器中,由于没有摩擦力,它可以永无止尽地流动。

例如液态氦在2.17 K以下时,内摩擦系数变为零,液态氦可以流过半径为十的负五次方厘米的小孔或毛细管,这种现象叫做超流现象(Superfluidity),这种液体叫做超流体(Superfluid)。

扩展资料:

美国科学家宣称他们可能发现了物质存在的新状态-超固态(或超固体)。如果他们的发现是正确的话,那么他们见到的则是物质的一种十分奇异的状态。

该状态下的物质为一种晶体固态,但能像滑润的、无粘性的液体那样流动。物质的第五态即超固态,又称超密态。

当物质处于在140万大气压下,物质的原子就可能被“压碎”。电子全部被“挤出”原子,形成电子气体,裸露的原子核紧密地排列,物质密度极大,这就是超固态。

超固态是物质在空间内整齐的,紧密排列的具有超流体  性质的一种物质。一块乒乓球大小的超固态物质,其质量至少在1000吨以上。

在通常状况下,铁的密度是每立方厘米7.9克,为普通岩石密度的的两倍多。铂的密度是每立方厘米21.5克,约为铁的密度的2.8倍,其密度在地球上可谓大矣。然而,在宇宙中有些天体的密度却大得惊人。

在低温时,电子气是简并的。对于理想的简并电子气,在零温时,电子所具有的最高动量(称为费密动量pF)为,式中为,h为普朗克常数,n为电子数密度。

可见,即使在零温时,电子仍然具有相当高的动量,可以产生相当高的压力。

超流体是超低温下具有奇特性质的理想流体,即流体内部完全没有粘滞。超流体所需温度比超导体还低,它们都是超低温现象。

氦有两种同位素,即由2个质子和2个中子组成的氦4和由2个质子和1个中子组成的氦3。

液态氦-4在冷却到2.17 K以下时,开始出现超流体特征, 20世纪30年代末,苏联科学家彼得·卡皮察首先观测到液态氦4的超流体特性。

他因此获得1978年诺贝尔物理学奖。这一现象很快被苏联科学家列夫·郎道用凝聚态理论成功解释。

不过,科学家直到20世纪70年代末才观测到氦3的超流体现象,因为使氦3出现超流体现象的温度只有氦4的千分之一。

参考资料来源:百度百科-超固态

百度百科-超流体

物质除了固液气还有什么状态?

物质除了气液固三种形态,还有等离子形态、玻璃化形态,超固态,超流态等.

等离子态是指在高温之下,一些物质的分子获得极高的能量,以致分子内的电子脱离原子核的控制,形成带有正负两种电荷的离子的混合体,在混合体中,正电荷和负电荷是等量的,成为等离子体;

玻璃化形态是一些物质在急速降温的时候,不出现凝固成固体,而是转变成一种类似玻璃样的粘稠状物质,比如水就可以发生玻璃化.实验室里可以利用这一原理来冷冻保存卵细胞、胚胎以及精子.可能还有其他形式,不过像玻璃化、等离子体等目前只是在部分物质中发现,并不是所有的物体都可以的,不像气体液体固体那样.

超固态,美国科学家宣称他们可能发现了物质存在的新状态———超固态(或超固体).如果他们的发现是正确的话,那么他们见到的则是物质的一种十分奇异的状态.该状态下的物质为一种晶体固态,但能像滑润的、无粘性的液体那样流动.

超流态,当物质处于极端低温下的一种状态,体现拈滞力为零,电阻为零等特殊性质.

什么是超固体

超固体是一种空间有序(比如固体或晶体)的材料,但同时还具有超流动性,超固体也译作超固态。换句话说,超固体同时具有固体和流体的特性。当量子流体,比如He4冷却到某特征温度以下时,He4将经历超流转变,进入一个零黏性的态。这个转变被认为与发生玻色-爱因斯坦凝聚有关。 超固体最早是1969年由俄国物理学家安德列也夫(Alexander Andreev)和栗弗席兹(Ilya Liftshitz)提出的。他们认为当温度接近绝对零度时,玻色子固体晶格中的空位(vacancies,理想晶体中移去一个原子将留下一个空位)将全部坍缩为相同的基态,即发生玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)。在超固态,空位将成为相干的实体(coherent entity),可以在剩下的固体内不受阻碍地移动,就象超流一样。 只有非常弱束缚的元素如氦(He)才会成为超固体,因为只有它们的结构会受量子“零点能” 有效的扰动从而留下空位。 2004年宾州州立大学的Moses Chan和Eun-Seong Kim发现了超固体存在的证据。他们观察装有氦-4样品的多孔玻璃盘的扭摆运动,这样就可测出氦-4样品的转动惯量。当温度低于175毫开时,他们发现固态氦4的转动惯量突然减小,提示有2%的样品发生凝聚成为超固体并相对实验室参照系保持静止。稍后,他们发现在块状固态氦中,如果作相同的实验将会发现类似的转动惯量下降,从而证实了他们的实验结果(即发现了超固体)。最近根据Reppy和Rittner的工作,无序在超固体的形成中发挥作用。M. Boninsegni等的计算机模拟则表明规则排列的缺陷如螺旋位错可导致超固体。

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