A fizikusok által kifejlesztett, a hélium-3 tanulmányozására szolgáló készülék három komponensből áll, amelyeket egy fürdőbe merítenek.
A hélium-3 hűtése alacsony hőmérsékletrenéhány mK ezt az anyagot szuperfolyékony folyadékká változtatja. Vlagyimir Jelcov, az Aalto Egyetem fizikusa, aki nem vett részt a tanulmányban, a kiadvány áttekintésében megjegyzi, a hélium-3 belső szerkezetének gazdagsága miatt a hélium-3-at gyakran „univerzumnak egy cseppben” nevezik. .” A szuperfolyékony hélium-3-ban a Cooper-gőzök vákuumot képeznek, amelynek szokatlan dinamikai tulajdonságai vannak, például súrlódásmentes áramlás. Ezzel szemben a párosítatlan atomok Fermi folyadékot, fermionokból álló kvantumfolyadékot alkotnak.
A kvázirészecskék forrása a fizikusok teremtésébenAz eszköz egy zárt doboz, amelyben egy mozgó mechanikus eszköz a Cooper-párokat kvázi részecskékre bontja, amelyek tűlyukakon keresztül kirepülnek. Mivel a dobozon kívüli hőmérséklet jóval a hélium-3 szuperfolyékony átmeneti határértéke alatt van, és kevés Cooper-párt szakítanak szét a hőingadozások, a kvázirészecskék egyenes vonalban, fénysugarakként lövik ki a lyukból.
A készülék sematikus modellje. Forrás: Noble et al, Physical Review B
A dobozból kirepülő kvázi részecskék beleesneka készülék második része. Ebben egy oszcilláló félkör alakú huzalkör kvantumörvényeket hoz létre - 100 nm-nél kisebb húrokat. Ebben az esetben az örvényhez elég közel elhaladó kvázirészecskék az Andreev-reflexió miatt lyukak formájában visszatérnek a forráshoz. A többi részecske eléri a kamrát: kvarc hangvillák tömbje, amelyek mérete ötszer öt. Az ilyen manipulációk eredményeként a kamera rögzíti az örvénytekercs árnyékát.
Már az első kísérleteknél a kutatókazt találta, hogy a huzalhurok külső széle sokkal több örvényt hozott létre, mint a belső, bár az áramlási sebességnek megközelítőleg azonosnak kell lennie mindkét végén. Ezt a hatást még nem magyarázták meg, de azt mutatja, hogy a kamera a jövőben segít többet megtudni a kvantumturbulencia jellemzőiről.
Borítókép: APS/Carin Cain
Olvass tovább
Valami furcsa történik az Univerzumban: hogyan magyarázzuk meg a Hubble-állandó következetlenségeit
Először szintetizáltak egy dekantert - „egy új generáció csodaanyaga”
Az univerzum vezetékek nélkül: a tudósok felfedték, hogyan jelenhet meg a mágneses mező „a semmiből”