Přístroj pro studium helia-3, vyvinutý fyziky, se skládá ze tří součástí ponořených do lázně tohoto
Chlazení helia-3 na nízké teploty vněkolik mK změní tuto látku na supratekutou kapalinu. Jak poznamenává Vladimir Jelcov, fyzik na Aaltově univerzitě, který se na studii nepodílel, v recenzi na publikaci, vzhledem k bohatosti vnitřní struktury helia-3 se helium-3 často nazývá „vesmír v kapičkách“. .“ V supratekutém heliu-3 tvoří Cooperovy páry vakuum, které má neobvyklé dynamické vlastnosti, jako je proudění bez tření. Naproti tomu nepárové atomy tvoří Fermiho kapalinu, kvantovou kapalinu složenou z fermionů.
Zdroj kvazičástic při tvorbě fyzikůzařízení je uzavřená krabice, uvnitř které pohybující se mechanické zařízení rozbíjí Cooperovy páry na kvazičástice, které vylétají ven dírkami. Vzhledem k tomu, že teplota mimo krabici je hluboko pod supratekutým přechodovým limitem pro helium-3 a jen málo Cooperových párů je roztrženo tepelnými fluktuacemi, kvazičástice vystřelují z otvoru v přímé linii jako paprsky světla.
Schematický model zařízení. Zdroj: Noble et al, Physical Review B
Kvazičástice vylétající z krabice spadají dodruhá část zařízení. V něm oscilující půlkruhový drátěný obvod generuje kvantové víry – struny o tloušťce menší než 100 nm. V tomto případě se kvazičástice, které projdou dostatečně blízko víru, v důsledku Andreevova odrazu vracejí zpět do zdroje ve formě děr. Zbytek částic se dostane do komory: řada křemenných ladiček o rozměrech pět krát pět. V důsledku takových manipulací kamera zachytí stín vírové cívky.
Již v prvních experimentech výzkumnícizjistili, že vnější okraj drátěné smyčky vytváří mnohem více vírů než vnitřní, ačkoli průtoky by měly být na obou koncích přibližně stejné. Tento efekt ještě nebyl vysvětlen, ale ukazuje, že kamera v budoucnu pomůže dozvědět se více o vlastnostech kvantové turbulence.
Titulní obrázek: APS/Carin Cain
Přečtěte si více
Ve vesmíru se děje něco zvláštního: jak vysvětlit nekonzistence v Hubbleově konstantě
Poprvé byl syntetizován karafa – „zázračný materiál nové generace“
Vesmír bez drátů: vědci odhalili, jak by se magnetické pole mohlo objevit „z ničeho“