Юный техник 1983-03, страница 10
Открытия наших дней КРИСТАЛЛЫ... МЯГЧЕ ОБЛАКОВ«Кристаллы — твердые тела, атомы или молекулы которых образуют упорядоченную периодическую структуру (кристаллическую решетку)...» Так сказано в Энциклопедическом словаре последнего издания. Действительно, каждый атом кристаллической решетки испытывает притяжение своих соседей — это похоже на то, как на тросах-растяжках ставят высоченные заводские трубы. И растяжки эти — будь то тросы или межатомные связи — держат прочно... Однако энциклопедия все же несколько отстала от научных исследований. Недавно в лабораториях ученых получены кристаллы, которые мягче ваты, пуха, даже облаков! О них мы и попросили рассказать члена-корреспондента АН СССР А. Ф. АНДРЕЕВА, сотрудника Института физических проблем АН СССР. — Необычные кристаллы созданы по законам, на первый взгляд весьма далеким от нашей повседневности — по законам квантовой механики. Квантовые законы, имеющие отношение к нашему разговору, лучше всего заметны на поведении электронов. Время от времени электроны могут отрываться от своих атомов и отправляться в путешествие. С помощью классических законов физики объяснить это трудно. Представим себе шарик, который катится по плоскости. На пути его гора. Энергия шарика меньше той, что нужна для пре одоления горки. Закатится он на вершину? Нет, не закатится. Но так дело обстоит только с шариком. Электрон, который часто заменяют при построении физических моделей шариком, даже обладая энергией, недостаточной для преодоления потенциального барьера — зто его мы изобразили в виде горки, — сможет оказаться по другую его сторону, сумеет оторваться от ядра атома- Странности электрона долго были непонятны, пока не был открыт дуализм частиц — двойственность их природы. Ведь электрон не только маленький шарик, подчиняющийся законам ньютоновской механики. Он еще и волна. И как волна он существует в пространстве как бы размазанным, текучим... И сквозь потенциальный барьер он протекает, словно бы по туннелю, примерно так же, как ручеек проникает сквозь горную толщу. Поэтому, наверное, свойство элементарных частиц преодолевать потенциальные барьеры, превышающие их энергию, и назвали «туннельным эффектом». Ну а применим ли туннельный эффект к целым атомам твердого вещества? Ведь атом — это не что иное, как набор элементарных частиц. Этот вопрос возник не на пустом месте. В 1934 году академик П. J1. Капица обнаружил некоторые странности жидкого гелия. Как известно, при понижении температуры все газы ведут себя примерно 8 |
