Η συσκευή για τη μελέτη του ηλίου-3, που αναπτύχθηκε από φυσικούς, αποτελείται από τρία συστατικά βυθισμένα σε ένα λουτρό αυτού
Ψύξη ηλίου-3 σε χαμηλές θερμοκρασίεςλίγα mK μετατρέπουν αυτή την ουσία σε υπερρευστό υγρό. Όπως σημειώνει ο Vladimir Yeltsov, ένας φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Aalto που δεν συμμετείχε στη μελέτη, σε μια ανασκόπηση της δημοσίευσης, λόγω του πλούτου της εσωτερικής δομής του ηλίου-3, το ήλιο-3 αποκαλείται συχνά «σύμπαν σε μια σταγόνα .» Στο υπερρευστό ήλιο-3, οι ατμοί Cooper σχηματίζουν ένα κενό που έχει ασυνήθιστες δυναμικές ιδιότητες, όπως η ροή χωρίς τριβή. Αντίθετα, τα μη ζευγαρωμένα άτομα σχηματίζουν ένα υγρό Fermi, ένα κβαντικό υγρό που αποτελείται από φερμιόνια.
Η πηγή των οιονεί σωματιδίων στη δημιουργία των φυσικώνΗ συσκευή είναι ένα κλειστό κουτί μέσα στο οποίο μια κινούμενη μηχανική συσκευή σπάει τα ζεύγη Cooper σε σχεδόν σωματίδια που πετούν έξω μέσα από τρύπες καρφίτσας. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία έξω από το κουτί είναι πολύ κάτω από το όριο μετάβασης του υπερρευστού για το ήλιο-3 και λίγα ζεύγη Cooper διασπώνται από θερμικές διακυμάνσεις, τα οιονεί σωματίδια εκτοξεύονται από την τρύπα σε ευθεία γραμμή, σαν ακτίνες φωτός.
Σχηματικό μοντέλο της συσκευής. Πηγή: Noble et al, Physical Review B
Τα οιονεί σωματίδια που πετούν έξω από το κουτί πέφτουν μέσαδεύτερο μέρος της συσκευής. Σε αυτό, ένα ταλαντευόμενο ημικυκλικό συρμάτινο κύκλωμα δημιουργεί κβαντικές δίνες - χορδές πάχους μικρότερου από 100 nm. Σε αυτή την περίπτωση, τα οιονεί σωματίδια που περνούν αρκετά κοντά στη δίνη, λόγω της ανάκλασης του Andreev, επιστρέφουν πίσω στην πηγή με τη μορφή οπών. Τα υπόλοιπα σωματίδια φτάνουν στον θάλαμο: μια σειρά από πιρούνια συντονισμού χαλαζία διαστάσεων πέντε επί πέντε. Ως αποτέλεσμα τέτοιων χειρισμών, η κάμερα καταγράφει τη σκιά του πηνίου στροβιλισμού.
Ήδη στα πρώτα πειράματα ερευνητέςδιαπίστωσε ότι το εξωτερικό άκρο του συρμάτινου βρόχου παρήγαγε πολύ περισσότερες δίνες από το εσωτερικό, αν και οι ρυθμοί ροής θα πρέπει να είναι περίπου οι ίδιοι και στα δύο άκρα. Αυτό το φαινόμενο δεν έχει ακόμη εξηγηθεί, αλλά δείχνει ότι η κάμερα θα βοηθήσει στο μέλλον να μάθουμε περισσότερα για τα χαρακτηριστικά των κβαντικών αναταράξεων.
Εικόνα εξωφύλλου: APS/Carin Cain
Διαβάστε περισσότερα
Κάτι περίεργο συμβαίνει στο Σύμπαν: πώς να εξηγήσουμε τις ασυνέπειες στη σταθερά Hubble
Για πρώτη φορά, συντέθηκε μια καράφα - "ένα θαυματουργό υλικό μιας νέας γενιάς"
Το σύμπαν χωρίς καλώδια: οι επιστήμονες αποκάλυψαν πώς το μαγνητικό πεδίο θα μπορούσε να εμφανιστεί «από το τίποτα»