science >> Wetenschap >  >> Fysica

Voorspelling van gasdruppels door natuurkundigen bevestigd

Baanbrekend theoretisch werk van natuurkundige onderzoekers van de Universiteit van Otago die aantoont dat gassen zich onder bepaalde omstandigheden kunnen vormen tot stabiele druppeltjes - zoals vloeistoffen dat doen - is nu experimenteel bevestigd door wetenschappers in Duitsland.

Laatstgenoemde onderzoekers hebben zojuist hun bevindingen gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Natuur .

Otago Department of Physics onderzoeker Professor Blair Blakie, die het team leidde bij het ontwikkelen van de theorie, zegt dat de nieuwe mogelijkheid om gasdruppels te produceren opwindend is omdat het de deur opent naar een reeks potentiële toepassingen.

"Deze druppels kunnen, bijvoorbeeld, ongerepte nanolaboratoria vormen voor het uitvoeren van chemische reacties of het maken van zeer nauwkeurige metingen van magnetische velden, ' zegt professor Blakie.

Het is al lang een vraag of het mogelijk is om een ​​gas zelfbindend te maken op dezelfde manier als watermoleculen samensmelten tot stabiele druppeltjes, hij zegt.

In werk dat eerder dit jaar in het tijdschrift verscheen Fysieke beoordeling A , Het team van professor Blakie heeft vastgesteld dat een extreem koud gas van sterk magnetische atomen zichzelf zal binden tot gasdruppels die zichzelf stabiliseren, zelfs in vacuüm.

Hun voorspellingen zijn gedaan met behulp van kwantumberekeningen op krachtige computerfaciliteiten die worden aangeboden via de National e-Science Infrastructure (NeSI).

Het gas moet onder zeer specifieke omstandigheden worden bereid om de vorming van druppeltjes waar te nemen, hij zegt.

"We kwamen erachter dat het een temperatuur van een paar miljoenste graad boven het absolute nulpunt moest zijn, een dichtheid die meer dan een miljard keer lager is dan die van vloeibaar water (ongeveer 100, 000 keer lager dan lucht), en in een geschikt aangepast magnetisch veld."

Onder deze omstandigheden zal het gas zich spontaan ontwikkelen tot filamentvormige druppeltjes van micrometerafmetingen die blijven bestaan ​​als stabiele verpakkingen, zelfs nadat het gas uit de houder is gelaten, hij zegt.