Fyysikoiden kehittämä helium-3:n tutkimiseen tarkoitettu laite koostuu kolmesta komponentista, jotka on upotettu tämän hauteeseen.
Helium-3:n jäähdytys alhaisiin lämpötiloihinmuutama mK muuttaa tämän aineen supernesteeksi. Kuten tutkimukseen osallistumaton Aalto-yliopiston fyysikko Vladimir Jeltsov julkaisun katsauksessa huomauttaa, helium-3:a kutsutaan usein "pisarassa olevan maailmankaikkeuden vuoksi" helium-3:n sisäisen rakenteen rikkauden vuoksi. .” Superfluidissa helium-3:ssa Cooper-höyryt muodostavat tyhjiön, jolla on epätavallisia dynaamisia ominaisuuksia, kuten kitkaton virtaus. Sitä vastoin parittomat atomit muodostavat Fermi-nesteen, fermioneista koostuvan kvanttinesteen.
Kvasihiukkasten lähde fyysikkojen luomisessalaite on suljettu laatikko, jonka sisällä liikkuva mekaaninen laite hajottaa Cooper-parit kvasihiukkasiksi, jotka lentävät ulos reikien kautta. Koska lämpötila laatikon ulkopuolella on selvästi helium-3:n superfluidin siirtymärajan alapuolella ja lämpövaihtelut repeytyvät muutamat Cooper-parit, kvasihiukkaset ampuvat ulos reiästä suorassa linjassa, kuin valonsäteet.
Laitteen kaavamainen malli. Lähde: Noble et al, Physical Review B
Laatikosta lentävät kvasihiukkaset putoavat sisäänlaitteen toinen osa. Siinä värähtelevä puoliympyrän muotoinen lankapiiri synnyttää kvanttipyörteitä - alle 100 nm paksuja kieliä. Tässä tapauksessa kvasihiukkaset, jotka kulkevat tarpeeksi läheltä pyörrettä, Andreevin heijastuksen vuoksi, palaavat takaisin lähteeseen reikien muodossa. Loput hiukkaset saapuvat kammioon: joukko kvartsiäänihaarukoita, joiden mitat ovat viisi kertaa viisi. Tällaisten manipulointien seurauksena kamera vangitsee pyörrekelan varjon.
Jo ensimmäisissä kokeissa tutkijathavaitsi, että lankasilmukan ulkoreuna tuotti paljon enemmän pyörteitä kuin sisempi, vaikka virtausnopeuksien tulisi olla suunnilleen samat molemmissa päissä. Tätä vaikutusta ei ole vielä selitetty, mutta se osoittaa, että kamera auttaa tulevaisuudessa oppimaan lisää kvanttiturbulenssin ominaisuuksista.
Kansikuva: APS/Carin Cain
Lue lisää
Universumissa tapahtuu jotain outoa: kuinka selittää Hubble-vakion epäjohdonmukaisuudet
Ensimmäistä kertaa syntetisoitiin karahvi - "uuden sukupolven ihmemateriaali"
Universumi ilman johtoja: tutkijat ovat paljastaneet, kuinka magneettikenttä voi ilmaantua "tyhjältä"