Polka w grupie naukowców badających wiry w ciałach stałych :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Projekt "Demeter" czyli badanie mechanizmów powstawania depresji

Konkurs dla naukowców-fotografów - "Nauka w obiektywie"

III ogólnopolski konkurs "Matma mnie kręci": już można zgłaszać prace!

Wyczuwamy szósty rodzaj smaku, "tłusty" - ogłosili badacze

Konferencja poświęcona "zarządzaniu nowo powstającymi ekosystemami cyfrowymi" - Bangkok, Tajlandia

Wiry - podobne do tych obserwowanych w wodzie - występują również w ciałach stałych. Sposób ich powstawania zbadał 6-osobowy zespół naukowców na politechnice w Lozannie. Jego członkinią była dr Barbara Piętka z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego (FUW). Pracę opisującą niecodzienne zjawisko wirów występujących w ciałach stałych opublikowało prestiżowe czasopismo "Nature Physics". Wyniki badań mogą przyczynić się do rozwoju nowej gałęzi optoelektroniki, wykorzystującej zjawiska kwantowe do budowy pamięci optycznych, bramek logicznych lub tranzystorów.

Jak wyjaśniono w komunikacie FUW przesłanym PAP, strukturę krystaliczną ciała stałego tworzą regularnie ułożone atomy. Jądra atomowe pozostają zazwyczaj w swoich ustalonych miejscach, podczas gdy lekkie elektrony z powłok atomowych mogą być wymieniane pomiędzy atomami. Mogą też pojawiać się miejsca, w których chwilowo brakuje elektronów, czyli dziury.

"Dziury i uwolnione elektrony mają swoją dynamikę, w szczególności mogą przyciągać się i tworzyć rodzaj stanów związanych nazywanych ekscytonami. Ekscytony są więc lokalnymi zaburzeniami +porządku+ na powłokach elektronowych atomów sieci krystalicznej. Zaburzenia te mogą się przemieszczać wewnątrz ciała stałego, a ich zachowanie pod wieloma względami przypomina ruch zwykłych cząstek, dlatego nazywa się je kwazicząstkami" - czytamy.

Przemieszczanie się dużej liczby kwazicząstek poprzez kryształ może być porównane do przepływu płynu. W takim ruchu kwazicząstek defekty sieci krystalicznej - miejscowe nieregularności ułożenia atomów lub obecność "obcych" atomów innych pierwiastków - zaburzają swobodny przepływ podobnie jak kamienie w strumieniu zaburzają przepływ wody. A więc mogą pojawiać się wiry.

Jednym z warunków koniecznych do wytworzenia dynamicznych wirów w ciele stałym, jest wprowadzenie "płynu" kwazicząstek w stan nadciekły. Pracujący na politechnice w Lozannie zespół, w skład którego wchodziła dr Barbara Piętka z FUW, wprowadził w stan nadciekły polarytony.

Nazwą tą określa się ekscytony sprzężone ze światłem. "Są to kwazicząstki, będące połączeniem światła widzialnego (fotonu) oraz materii (ekscytonu)" - opisuje dr Piętka.

Nadciekłe polarytony nakierowano na znajdujący się w krysztale defekt - niewielką wypukłość. "Aby wytworzyć wiry kwantowe trzeba było rozpędzić polarytony na tyle, by na obwodzie defektu prędkość tych kwazicząstek przekraczała prędkość dźwięku" - tłumaczy badaczka. - Wtedy stan nadciekły się załamywał, a za defektem pojawiały się wiry".

Badaniem własności polarytonów zajmuje się nowa dziedzina fizyki nazywana polarytroniką. "Oczekuje się, że prowadzone w jej ramach prace pozwolą zbudować w przyszłości wiele pożytecznych urządzeń m.in. zużywające mniej energii lasery lub nowe polarytonowe pamięci optyczne oraz tranzystory - napisano w komunikacie FUW. -Badanie zjawisk zachodzących podczas przepływu polarytonów przez półprzewodnik jest ważne z punktu widzenia ich zastosowań - zakłócenia jakie powstają podczas tego procesu, będą miały wpływ na szybkość przekazywania informacji."

PAP - Nauka w Polsce

ekr/ agt/bsz

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Entomopter - jest to rodzaj statku powietrznego z napędzanymi skrzydłami wykonującymi ruchy wzorowane na ruchach skrzydeł owadzich. Buduje się modele doświadczalne. Uzyskanie siły nośnej w entomopterze jest z punktu widzenia technicznego bardzo trudne. Owady wytwarzają siłę nośną szybkimi ruchami skrzydeł, tworząc pod ich powierzchnią wiry (opływ turbulentny), natomiast we wszystkich aerodynach tworzonych przez człowieka dąży się do uzyskania opływu laminarnego. Wiry pod powierzchnią skrzydeł są zjawiskiem niebezpiecznym, jednakże jeżeli są krótkotrwałe tak jak w przypadku owadów dają wyjątkowo dużą siłę nośną, nieosiągalną w maszynach latających budowanych dotychczas. pełny tekst

Wampiry i świry (ang. Vampires Suck, 2010) amerykański film, parodia serii Zmierzch, za scenariusz i reżyserię odpowiadają Jason Friedberg i Aaron Seltzer. pełny tekst

Gmina Wiry (lub gmina Wyry, od 1922 gmina Klesów) dawna gmina wiejska istniejąca do 1922 roku w woj. poleskim (obecnie na Ukrainie). Siedzibą gminy były Wiry (679 mieszkańców w 1921 roku ). pełny tekst

Wiry (niem. Groß Wierau), (1945-1946 Wiry Duże) wieś w Polsce położona w województwie dolnośląskim, w powiecie świdnickim, w gminie Marcinowice. pełny tekst

Zespół Pieśni i Tańca "Kielce" jest reprezentacyjną grupą folklorystyczną działającą w stolicy województwa świętokrzyskiego. "Kielce" to grupa tańczących, śpiewających i grających studentów, licealistów i osób różnych zawodów. Polki, walczyki i oberki tańczone są przez amatorów, miłośników i entuzjastów tańca, śpiewu, folkloru oraz tradycji narodowych. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".