Helium-3-apparatet udviklet af fysikere består af tre komponenter nedsænket i et bad af helium-3.
Køler helium-3 til lave temperaturer inogle få mK gør dette stof til en superflydende væske. Som Vladimir Jeltsov, en fysiker ved Aalto-universitetet, der ikke var involveret i undersøgelsen, bemærker i en anmeldelse af publikationen, på grund af rigdommen af den indre struktur af helium-3, kaldes helium-3 ofte for "universet i en dråbe". ." I superfluid helium-3 danner Cooper-dampe et vakuum, der har usædvanlige dynamiske egenskaber, såsom friktionsfri flow. I modsætning hertil danner uparrede atomer en Fermi-væske, en kvantevæske, der består af fermioner.
Kilden til kvasipartikler i skabelsen af fysikereEnheden er en lukket boks, indeni hvilken en bevægelig mekanisk enhed bryder Cooper-par til kvasipartikler, der flyver ud gennem nålehuller. Da temperaturen uden for boksen er et godt stykke under grænsen for superfluid overgang for helium-3, og få Cooper-par bliver revet fra hinanden af termiske udsving, skyder kvasipartiklerne ud af hullet i en lige linje, som lysstråler.
Skematisk model af enheden. Kilde: Noble et al., Physical Review B
Kvasipartikler, der flyver ud af kassen, falder indanden del af enheden. I den genererer et oscillerende halvcirkelformet ledningskredsløb kvantehvirvler - strenge mindre end 100 nm tykke. I dette tilfælde vender kvasipartikler, der passerer tæt nok på hvirvelen, på grund af Andreev-refleksion, tilbage til kilden i form af huller. Resten af partiklerne når kammeret: en række kvarts stemmegafler, der måler fem gange fem. Som et resultat af sådanne manipulationer fanger kameraet skyggen af hvirvelspolen.
Allerede i de første forsøg, forskerefandt, at den ydre kant af trådsløjfen producerede mange flere hvirvler end den indre, selvom strømningshastighederne skulle være omtrent de samme i begge ender. Denne effekt er endnu ikke blevet forklaret, men viser, at kameraet i fremtiden vil hjælpe med at lære mere om funktionerne ved kvanteturbulens.
Forsidebillede: APS/Carin Cain
Læs mere
Der sker noget mærkeligt i universet: hvordan man forklarer uoverensstemmelser i Hubble-konstanten
For første gang blev en karaf syntetiseret - "et mirakelmateriale af en ny generation"
Universet uden ledninger: Forskere har afsløret, hvordan magnetfeltet kunne opstå "ud af ingenting"