Нанокапли гелия теряют сверхтекучесть при ударе и сохраняют ионы
Нанокапли гелия используют для изучения ионов методами масс-спектрометрии.
Используя сверхзвуковое сопло, можно получать крошечные сверхтекучие нанокапли гелия с температурой менее одного градуса Кельвина (а это очень холодно — ниже, чем –272 °С!). Их можно очень эффективно допировать атомами и молекулами. Например, ионизированные капли «заставляют» нужные частицы присоединять к себе заряды, которые далее можно отследить в масс-спектрометре. В ходе подобного эксперимента ученые и натолкнулись на интересное явление, упростившее им работу в разы.
Когда заряженные частицы попадают на металлическую пластину, они обычно нейтрализуются множеством свободных электронов на поверхности металла. Из-за этого их нельзя измерить в масс-спектрометре. Однако в нанокапле гелия ионы остаются защищенными при ударе и разлетаются вместе с несколькими слабо связанными атомами гелия.
Лежащий в основе механизм понятен ученым не до конца, но есть свидетельства того, что гелий теряет сверхтекучие свойства перед ударом, после чего ведет себя как жидкость, разбрызгиваясь и частично испаряясь.
Нужно принять во внимание и то, что первые капли, испаряющиеся с поверхности, образуют слой газа, защищающий от испарения последующие капли. Обе гипотезы еще предстоит проверить.
Благодаря этому открытию команда усовершенствовала свой собственный метод измерения в масс-спектрометре и получила важные сведения для групп, занимающихся осаждением наночастиц на поверхности. Вероятно, этот процесс удастся сделать эффективнее.
Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.