“มีคำกล่าวในหมู่นักฟิสิกส์เกี่ยวกับสสารควบแน่นว่า บิกแบงหมายถึงอะไรสำหรับจักรวาลวิทยา ‘สิ่งที่เหนือกว่า’ คือฟิสิกส์ของอะตอม” ฟิลิป แอนเดอร์สันแห่งมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันในสหรัฐฯ กล่าว ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1977 จากผลงานของเขาเกี่ยวกับ โครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุแม่เหล็กและวัสดุที่ไม่เป็นระเบียบ “คนส่วนใหญ่ไม่ทราบว่าความเข้าใจเชิงแนวคิดเกี่ยวกับโลกรอบตัวเรา
นั้นมาจากด้านนี้
มากน้อยเพียงใด เช่น ความสมมาตรที่แตกสลายและกลไกฮิกส์” ถูกค้นพบในเฟสของเหลวในปี 1938 เมื่อ ผู้ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลร่วมกันในปี 1978 สำหรับผลงานชิ้นนี้ พบว่าฮีเลียม-4 เหลวมีพฤติกรรมราวกับว่ามันไม่มีความหนืดเป็นศูนย์เมื่อเย็นตัวลงต่ำกว่าอุณหภูมิประมาณ 2 เคลวิน
โดยไม่มี ต้านทานการไหล ซุปเปอร์ฟลูอิดสามารถทำสิ่งที่แปลกประหลาดได้ เช่น เล็ดลอดขึ้นไปด้านข้างของภาชนะที่บรรจุวัสดุหรือทะลุผ่านรูที่มีความกว้างเพียงไม่กี่อะตอม สภาพตัวนำยิ่งยวด ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่อุณหภูมิต่ำอย่างมากในทำนองเดียวกัน ซึ่งกระแสไฟฟ้าไหลโดยไม่มีการต้านทาน
เกิดจากความยิ่งยวดของคู่อิเล็กตรอน อย่างไรก็ตาม ในปี พ.ศ. 2547 โมเสส ชาน แห่งมหาวิทยาลัยเพนน์สเตต ในสหรัฐอเมริกา และอึน-ซอง คิม นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในขณะนั้น ได้รายงานหลักฐานของของเหลวส่วนเกินในสภาพแวดล้อมที่ไม่น่าเป็นไปได้มากนัก นั่นคือโครงตาข่ายอะตอมของฮีเลียม
ที่เป็นของแข็งจำนวนมาก เฟสของสสารที่เป็น “ของแข็งยิ่งยวด” ดังกล่าวจะไหลผ่านของแข็งแบบดั้งเดิมราวกับว่ามันไม่มีอยู่จริง เช่นเดียวกับสภาวะของเหลวยิ่งยวดในของเหลว พฤติกรรมประหลาดนี้คาดการณ์ว่าเป็นผลมาจากการควบแน่นของโบส-ไอน์สไตน์ ซึ่งเป็นการเปลี่ยนเฟสที่อนุภาคทั้งหมด
ในระบบยุบตัวลงสู่สถานะพื้นเดียวกัน ดังนั้นจึงไม่สามารถปฏิบัติเสมือนเป็นตัวตนเดี่ยวๆ ที่เคลื่อนที่ได้อีกต่อไป สุ่ม ความเสื่อมเชิงควอนตัมดังกล่าวเป็นไปได้เนื่องจากอะตอมของฮีเลียม-4 เป็นโบซอน กล่าวคือ อนุภาคที่มีจำนวนเต็มทวีคูณของโมเมนตัมเชิงมุมของสปิน ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2538 เมื่อนักฟิสิกส์
ในสหรัฐอเมริกา
สร้างคอนเดนเสทโบส-ไอน์สไตน์ (บีอีซี) ขึ้นเป็นครั้งแรกในเฟสก๊าซโดยการทำให้อะตอมของรูบิเดียมและโซเดียมถูกทำให้เย็นลงเหลือไม่กี่ร้อยนาโนเคลวิน ซึ่งเป็นความสำเร็จที่พวกเขาได้รับรางวัลโนเบลในปี พ.ศ. 2544 ระบบเหล่านี้ ได้จัดเตรียม “ห้องปฏิบัติการ” ที่ไม่เคยมีมาก่อนเพื่อศึกษากลไก
ที่รับผิดชอบสำหรับของไหลเกิน ถ้าของแข็งยิ่งยวดมีอยู่จริง ก็หมายความว่ามีการสังเกตการควบแน่นของโบส-ไอน์สไตน์ในของแข็งเช่นเดียวกับในสถานะของเหลวและก๊าซ แม้ว่าหลายกลุ่มได้ยืนยันคำกล่าวอ้าง ในปี 2547 แต่การทดลองล่าสุดที่เปิดเผยบทบาทของความผิดปกติของผลึก
ทำให้เกิดข้อสงสัยว่ามีการสังเกตเฟส ดังกล่าวหรือไม่ ยิ่งไปกว่านั้น นักทฤษฎีไม่เห็นด้วยอย่างยิ่งว่ากลไกเบื้องหลังความเป็นของแข็งยิ่งยวดคืออะไร “สถานการณ์มืดมนมาก” ชานยอมรับ สุดยอดลายเซ็นความเป็นไปได้ของของแข็งยิ่งยวด ซึ่งคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์จะอยู่ร่วมกับโครงตาข่ายอะตอม
ปกติของของแข็งนั้นไม่ใช่เรื่องใหม่ มันถูกทำนายครั้งแรกโดยนักทฤษฎีชาวรัสเซีย ในปี 1969 แทนที่จะเป็นอะตอมเดี่ยวที่อยู่ระหว่างการควบแน่น พวกเขาแนะนำว่าสถานะ เกิดขึ้นจากการควบแน่นของอะตอมที่ว่าง ในพื้นที่ว่างที่เป็นของแข็งส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นเมื่ออะตอมที่ไซต์ขัดแตะหนึ่งๆ ถูกปลดปล่อย
โดยปกติ
จะมาจากพลังงานความร้อน แต่ในกรณีของฮีเลียม-4 ซึ่งจะแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำมากและความดันสูงเท่านั้น อะตอมมีพันธะที่อ่อนแอมากจนอาจมีตำแหน่งว่างอยู่แม้ที่ศูนย์สัมบูรณ์เนื่องจากพลังงานควอนตัม “จุดศูนย์” “คริสตัลที่มีคุณภาพดีจะไม่แสดงการไหล ในขณะที่คริสตัลที่มีขอบของเกรน
และดังนั้นจึงมีความผิดปกติในปริมาณที่แน่นอน” บาลิบาร์กล่าว อย่างไรก็ตาม เขายอมรับว่าเป็นเรื่องยากสำหรับเครือข่ายของขอบเขตเกรนของไหลยิ่งยวดที่จะอธิบายถึงเศษส่วนที่เป็นของแข็งยิ่งยวดขนาดใหญ่ที่สังเกตได้ในการทดลองบิด-ออสซิลเลเตอร์ “อาจเป็นได้ว่าขอบเกรนเชื่อมบริเวณที่เป็นของเหลว
หรือคล้ายแก้วในผลึกที่ไม่เป็นระเบียบเพื่อสร้างลายเซ็นที่เป็นของแข็งขนาดใหญ่” เขากล่าว เนื่องจากขอบเขตของเกรนดังกล่าวไม่น่าจะอยู่ในแนวเดียวกันในช่องแคบๆ ในวัสดุหนึ่งๆ สิ่งนี้อาจอธิบายได้ว่าทำไมบีมิชและเพื่อนร่วมงานจึงไม่เห็นการไหลดังกล่าวในการทดลองของเส้นเลือดฝอย
ในเดือนกุมภาพันธ์ปีนี้ ซึ่งไม่ต้องการจมอยู่กับความเป็นไปได้ของการเดินทางไปสตอกโฮล์ม กำลังมุ่งความสนใจไปที่บทบาทของความบกพร่องของผลึก โดยแนะนำความไม่เป็นระเบียบอย่างเป็นระบบให้กับตัวอย่างที่เป็นของแข็งฮีเลียม-4 และวัดการตอบสนองของของแข็งยิ่งยวด
“เป็นเรื่องสนุกที่ได้มีส่วนร่วมในการทดลองที่ทำให้นักทฤษฎีหลายคนเกาหัวและสนับสนุนให้เพื่อนร่วมงานทดลองเข้าร่วมในการค้นหา” เขากล่าว “บางครั้งความคืบหน้าก็ดูจะเชื่องช้า และการพบว่าตัวเองอยู่ในซอยตันก็อาจเป็นเรื่องน่าหงุดหงิด แต่การเป็นนักสืบนั้นสนุกกว่าการอ่านนวนิยายนักสืบ”
มีเพียงควาร์กจากสองยุคแรกเท่านั้นที่ทราบ ซึ่งอนุญาตให้มีเมทริกซ์ผสม 2×2 กับองค์ประกอบของจำนวนจริงเท่านั้น ตามข้อเสนอ ในปี 1963 แนวคิดของโคบายาชิและมาสคาว่าคือการแนะนำควาร์กรุ่นที่สาม ซึ่งนำไปสู่เมทริกซ์ 3×3 ที่มีจำนวนเชิงซ้อน ดังนั้นจึงรองรับการละเมิด
การทำนายการมีอยู่ของควาร์กใหม่ 2 ตัวเป็นขั้นตอนที่รุนแรง แต่การพนันได้ผลในปี 1977 เมื่อมีการค้นพบควาร์กด้านล่าง ในสหรัฐอเมริกา แท้จริงแล้ว เมทริกซ์ เป็นส่วนหนึ่ง ก่อนการค้นพบท็อปควาร์ก (เวอร์ชันอัพไทป์ของบอตควาร์ก)ในปี 1995 เช่นกัน องค์ประกอบทั้งเก้าของเมทริกซ์ ไม่ได้เป็นอิสระทั้งหมด
