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Expérience avec un équilibre instable. Expériences physiques

Expériences amusantes en physique

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Rappelons la condition d'équilibre stable : l'équilibre sera stable si le centre de gravité est en dessous du point d'appui et exactement en dessous. Cela signifie que si le fil à plomb passe par le point d'appui ou de suspension et par le centre de gravité, on peut déjà espérer que l'équilibre sera assuré.

Expérience avec un équilibre instable

Une boule qui repose sur la table sera toujours dans un état d'équilibre, car son centre de gravité (et il est au centre de la boule) sera relié au point d'appui par un fil à plomb, peu importe comment on déplace la boule . Un tel équilibre est dit indifférent. Une autre chose est si vous voulez que la balle soit tenue sur le bout de votre doigt. Et bien qu'un tel équilibre soit très instable, il s'avère quand même que c'est possible. Après tout, non seulement les jongleurs du cirque tiennent facilement de grosses balles sur le bout de leurs doigts, mais aussi des animaux : des lions de mer entraînés, par exemple, tiennent la balle sur le bout de leur nez. Et vous pouvez apprendre à tenir une grosse balle au bout de votre doigt. Tout le secret est de déplacer rapidement le point d'appui - votre doigt - sous le centre de gravité de la balle.

Dès que la balle commence à tomber, elle s'écarte du fil à plomb reliant son centre au point d'appui. Immédiatement, vous devez redresser la position - amenez le point d'appui sous le centre de la balle. Au début, bien sûr, vous ne réussirez pas, mais après l'entraînement, vous réussirez progressivement. Et vos mouvements rapides pour rétablir l'équilibre seront à peine perceptibles de l'extérieur. Il semblera au public que la balle repose calmement sur votre doigt, même pas sur le point de tomber. Expérimentez avec des balles de différentes tailles et réfléchissez à la raison pour laquelle l'expérience avec une grosse balle fonctionne le mieux.

Auteur : Rabiza F.V.

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Supraconducteur asymétrique 07.09.2016

Le séléniure de bismuth Bi2Se3 est une substance étonnante : ce composé intermétallique est un isolant topologique : le courant électrique ne circule qu'à sa surface, sans pénétrer profondément dans le matériau, et si vous ajoutez un peu de strontium, il acquiert la capacité de passer dans un état supraconducteur, c'est-à-dire conduire le courant sans résistance.

Selon la théorie de Bardeen - Cooper - Schrieffer, la supraconductivité est réalisée par des paires de Cooper - des électrons interagissant par des vibrations de réseau, qui semblent être devenus une seule particule. Leurs spins s'additionnent, et une telle particule a une valeur entière de ce nombre quantique, c'est-à-dire qu'elle obéit aux statistiques de Bose-Einstein, et non de Fermi-Dirac, comme les électrons uniques. Les particules de Bose se condensent, ce qui provoque la supraconductivité. Le champ magnétique le détruit, libérant les électrons des liens entre eux.

Mais dans le cas du bismuth, évidemment, ce n'est pas tout à fait le cas. Le réseau de cette substance est fortement anisotrope, il est constitué de couches. Il est clair que les propriétés de la matière le long et à travers les couches sont différentes. Mais ici, des chercheurs de l'Université d'Amsterdam avec des collègues de la Fondation pour la recherche fondamentale sur la matière ont découvert qu'il existe une forte anisotropie dans les directions parallèles aux couches : la valeur du champ magnétique critique qui détruit la supraconductivité changeait significativement s'il était orienté le long différentes directions de la couche.

En d'autres termes, cette substance a une symétrie de rotation brisée - généralement, de telles violations sont discutées par la physique des particules élémentaires, et non par la science des matériaux. Nous devons maintenant découvrir comment, pour les paires de Cooper, une direction s'avère bien meilleure que les autres, apparemment pas différente.

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