L'apparato per lo studio dell'elio-3, sviluppato dai fisici, è costituito da tre componenti immersi in un bagno di questo
Raffreddamento dell'elio-3 a basse temperaturepochi mK trasformano questa sostanza in un liquido superfluido. Come osserva Vladimir Yeltsov, un fisico dell'Università di Aalto che non è stato coinvolto nello studio, in una revisione della pubblicazione, a causa della ricchezza della struttura interna dell'elio-3, l'elio-3 è spesso chiamato "l'universo in una gocciolina .” Nell'elio-3 superfluido, i vapori di Cooper formano un vuoto che ha proprietà dinamiche insolite, come il flusso senza attrito. Al contrario, gli atomi spaiati formano un liquido di Fermi, un liquido quantistico composto da fermioni.
La fonte delle quasiparticelle nella creazione dei fisicidispositivo è una scatola chiusa all'interno della quale un dispositivo meccanico in movimento rompe le coppie di Cooper in quasi-particelle che volano fuori attraverso fori di spillo. Poiché la temperatura all'esterno della scatola è ben al di sotto del limite di transizione del superfluido per l'elio-3 e poche coppie di Cooper vengono lacerate dalle fluttuazioni termiche, le quasiparticelle escono dal foro in linea retta, come raggi di luce.
Modello schematico del dispositivo. Fonte: Noble et al, Physical Review B
Le quasiparticelle che volano fuori dalla scatola cadono dentroseconda parte del dispositivo. In esso, un circuito a filo semicircolare oscillante genera vortici quantistici - stringhe di spessore inferiore a 100 nm. In questo caso, le quasiparticelle che passano abbastanza vicino al vortice, a causa della riflessione di Andreev, ritornano alla sorgente sotto forma di buchi. Il resto delle particelle raggiunge la camera: una serie di diapason al quarzo che misurano cinque per cinque. Come risultato di tali manipolazioni, la fotocamera cattura l'ombra della bobina del vortice.
Già nei primi esperimenti, i ricercatoriha scoperto che il bordo esterno dell'anello di filo produce molti più vortici rispetto a quello interno, sebbene le portate dovrebbero essere approssimativamente le stesse su entrambe le estremità. Questo effetto non è stato ancora spiegato, ma mostra che la fotocamera aiuterà in futuro a saperne di più sulle caratteristiche della turbolenza quantistica.
Immagine di copertina: APS/Carin Cain
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