Открытие поможет управлять качеством авиационных деталей, пайки микросхем и безопасностью ядерных реакторов.
По законам физики, если смешать жидкое олово и свинец, тяжелый свинец должен оседать очень медленно: за час его атом сместится вниз на расстояние меньше его собственного диаметра. Однако в опытах он за пару часов опускается на сантиметры. Это противоречие ученые не могли объяснить в течение 80 лет.
Выдвигалось несколько предположений: следствие конвекции; формирование тонких пленок из атомов свинца; действие градиента температур и другие. Исследователи ПНИПУ предложили новое объяснение этих процессов. По мнению авторов, поток, вызывающий разделение компонентов, возникает не в объеме жидкости, а на границе ее со стенкой сосуда. Там формируется подвижный слой толщиной в один атом, в котором частицы скользят без трения — то есть проявляют сверхтекучесть. Обычно это свойство наблюдают при экстремально низких температурах (как у жидкого гелия), но здесь оно достигается высокой плотности материала и переходу в особое квантовое состояние.
Внутри расплава существуют кластеры — крупные группировки атомов одного металла размером в десятки тысяч атомов. Раньше считалось, что расслоение происходит за счет оседания таких кластеров, однако это не объясняет быструю динамику (часы вместо десятилетий). Более того, если бы кластеры оседали, возникшая разность концентраций тут же перемешивалась бы обратно обычной диффузией.
Читать материал подробнее
Источник фото: Magnific