Ψύξτε αρκετά κάποια άτομα και θα σκαρφαλώνουν στους τοίχους ή θα μένουν ακίνητα ενώ το δοχείο στο οποίο βρίσκονται θα περιστρέφεται, χάρη σε ένα κβαντικό φαινόμενο που ονομάζεται υπερρευστότητα. Τώρα και τα μόρια πήραν μέρος σε αυτό το παιχνίδι.
Η υπερρευστότητα είναι μια παράξενη συνέπεια της κβαντικής μηχανικής. Έτσι, ψύξτε άτομα ηλίου κοντά στο απόλυτο μηδέν και θα αρχίσουν να συμπεριφέρονται ως ένα ενιαίο κβαντικό αντικείμενο και όχι σαν μια ομάδα από μεμονωμένα άτομα. Σε αυτήν την θερμοκρασία, η τριβή που συνήθως υφίσταται μεταξύ των ατόμων, καθώς και μεταξύ ατόμων και των άλλων αντικειμένων, εξαφανίζεται, δημιουργώντας αυτό που είναι γνωστό ως υπερρευστό.
Για να δούνε αν τα μόρια θα μπορούσαν να γίνουν υπερρευστά, ο Robert McKellar του Εθνικού Συμβουλίου Έρευνας του Καναδά και οι συνεργάτες του στράφηκαν προς το μόριο του υδρογόνου, το οποίο υπάρχει ως ζεύγη ατόμων. Η ομάδα αυτή δημιούργησε ένα συμπιεσμένο μίγμα αερίων διοξειδίου του άνθρακα και υδρογόνου και το πυροδότησε μέσα από ένα ακροφύσιο με υπερηχητικές ταχύτητες. Μόλις ελευθερώθηκαν, τα μόρια διασκορπίστηκαν, ψύχθηκαν και τακτοποιήθηκαν έτσι ώστε κάθε μόριο του CO2 να καθίσει στο κέντρο ενός συμπλέγματος έως 20 υδρογόνων.
Για να ελέγξουν εν συνεχεία την υπερρευστότητα, η ομάδα έστειλε παλμούς υπέρυθρου λέιζερ στα συμπλέγματα αυτά, σε μήκη κύματος έτσι που το CO2, αλλά δεν το υδρογόνο, μπορεί να απορροφήσει. Αυτό που μόνο το μόριο του CO2 να δονούνται. Υπό κανονικές συνθήκες η κίνηση αυτή των μορίων του CO2 θα επιβραδυνθεί λόγω τριβής μεταξύ αυτών και των γύρω υδρογόνων. Όμως τελικά οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι για τα συμπλέγματα των 12 μορίων υδρογόνου, το υδρογόνο μόλις εμπόδισε την κίνηση του CO2.
Κατέληξαν λοιπόν στο συμπέρασμα ότι αυτά τα συμπλέγματα υδρογόνου είναι κατά 85 τοις εκατό υπερρευστό, όπως περιγράφουν στο Physical Review Letters.
Δεδομένου ότι το υδρογόνο είναι το δεύτερο μόνο στοιχείο που είναι γνωστό ότι σχηματίζει υπερρευστό, ο McKellar λέει ότι το πείραμα θα μπορούσε να είναι χρήσιμο για τον διαχωρισμό των γενικών ιδιοτήτων των υπερρευστών.
Τα υπέρρευστα μόρια μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθούν και ως «νανο-ψυγεία», τα οποία περιβάλλουν και ψύχουν μεμονωμένα μόρια πρωτεϊνών. Όμως, σε αντίθεση με τα υπέρρευστα άτομα ηλίου που χρησιμοποιούνται ήδη για αυτό τον σκοπό, τα μόρια μπορούν να λυγίσουν και να τεντώσουν, γεγονός που θα μπορούσε να παρουσιάσει νέους τρόπους για να χειριστούμε την ψύξη των πρωτεϊνών.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου