Ученые объяснили «аномальное поведение» жидких металлов
Исследователи ПНИПУ впервые в мире экспериментально доказали существование сверхтекучего слоя толщиной всего в один атом в расплавах металлов. Это открытие меняет фундаментальное понимание поведения жидкостей.
В чем суть открытия?
Физикам давно было непонятно, почему тяжелый свинец в жидком сплаве с оловом опускается на сантиметры за часы, хотя по классическим законам должен смещаться менее чем на свой диаметр? Пермские ученые выяснили — причина в пристеночном сверхтекучем слое.
Атомы в этом слое движутся без трения со скоростью около 1 м/с — в миллиарды раз быстрее классической диффузии. При этом сверхтекучесть (ранее известная лишь при экстремально низких температурах, как у жидкого гелия) достигается за счет высокой плотности и квантовых эффектов в расплаве.
Почему это важно для промышленности?
Расслоение сплавов — критический фактор в высокотехнологичных отраслях:
Авиация — неоднородность деталей двигателей (например, дисков турбин) может привести к внутренним трещинам.
Электроника — при пайке микросхем расслоение делает контакты ненадежными.
Атомная энергетика — нарушается теплоотвод в реакторах, что создает риск перегрева.
Ювелирное дело — золотые сплавы могут терять внешний вид из-за неравномерного состава.
Что дальше?
Теперь инженеры смогут управлять процессом: подавлять расслоение для получения идеально однородных деталей или, наоборот, использовать его для очистки металлов от примесей.
