Das von Physikern entwickelte Gerät zur Untersuchung von Helium-3 besteht aus drei Komponenten, die in ein Bad davon eingetaucht sind
Kühlung von Helium-3 auf niedrige Temperaturen inwenige mK verwandeln diese Substanz in eine superflüssige Flüssigkeit. Wie Vladimir Yeltsov, ein Physiker an der Aalto-Universität, der nicht an der Studie beteiligt war, in einer Rezension der Veröffentlichung feststellt, wird Helium-3 aufgrund der Reichhaltigkeit der inneren Struktur von Helium-3 oft als das „Universum in einem Tröpfchen“ bezeichnet .“ In superflüssigem Helium-3 bilden Cooper-Dämpfe ein Vakuum, das ungewöhnliche dynamische Eigenschaften hat, wie z. B. eine reibungsfreie Strömung. Ungepaarte Atome bilden dagegen eine Fermi-Flüssigkeit, eine Quantenflüssigkeit aus Fermionen.
Die Quelle der Quasiteilchen in der Schöpfung der PhysikerDas Gerät ist ein geschlossener Kasten, in dem ein bewegliches mechanisches Gerät Cooper-Paare in Quasi-Teilchen zerlegt, die durch Nadellöcher hinausfliegen. Da die Temperatur außerhalb der Box deutlich unter der superfluiden Übergangsgrenze für Helium-3 liegt und nur wenige Cooper-Paare durch thermische Schwankungen auseinandergerissen werden, schießen die Quasiteilchen wie Lichtstrahlen in gerader Linie aus dem Loch.
Schematisches Modell des Geräts. Quelle: Noble et al., Physical Review B
Aus der Box fliegende Quasiteilchen fallen hineinzweiter Teil des Geräts. Darin erzeugt ein schwingender halbkreisförmiger Drahtkreis Quantenwirbel – Fäden, die weniger als 100 nm dick sind. In diesem Fall kehren Quasiteilchen, die aufgrund der Andreev-Reflexion nahe genug am Wirbel vorbeikommen, in Form von Löchern zur Quelle zurück. Der Rest der Partikel erreicht die Kammer: eine Anordnung von Stimmgabeln aus Quarz, die fünf mal fünf misst. Als Ergebnis solcher Manipulationen erfasst die Kamera den Schatten der Wirbelspule.
Bereits in den ersten Experimenten, Forscherfanden heraus, dass der äußere Rand der Drahtschleife viel mehr Wirbel erzeugte als der innere, obwohl die Strömungsgeschwindigkeiten an beiden Enden ungefähr gleich sein sollten. Dieser Effekt ist noch nicht erklärt, zeigt aber, dass die Kamera in Zukunft helfen wird, mehr über die Eigenschaften der Quantenturbulenz zu erfahren.
Titelbild: APS/Carin Cain
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