Ученые объяснили «аномальное поведение» жидких металлов

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.