המנגנון לחקר הליום-3, שפותח על ידי פיזיקאים, מורכב משלושה רכיבים שקועים באמבטיה של זה
קירור הליום-3 לטמפרטורות נמוכות בכמה מ"ק הופכים את החומר הזה לנוזל על-נוזל. כפי שמציין ולדימיר ילצוב, פיזיקאי מאוניברסיטת אלטו שלא היה מעורב במחקר, בסקירה על הפרסום, בשל עושר המבנה הפנימי של הליום-3, הליום-3 מכונה לעתים קרובות "היקום בטיפה". ." בהליום 3-על נוזלי, אדי קופר יוצרים ואקום בעל תכונות דינמיות יוצאות דופן, כמו זרימה ללא חיכוך. לעומת זאת, אטומים לא מזווגים יוצרים נוזל פרמי, נוזל קוונטי המורכב מפרמיונים.
מקורם של קוואזי-חלקיקים ביצירתם של פיזיקאיםהתקן הוא קופסה סגורה שבתוכה מכשיר מכני נע שובר את זוגות קופר למעין חלקיקים שעפים החוצה דרך חרירים. מכיוון שהטמפרטורה מחוץ לקופסה היא הרבה מתחת לגבול המעבר של הליום-3, וכמה זוגות קופר נקרעים על ידי תנודות תרמיות, הקוואז-חלקיקים יוצאים מהחור בקו ישר, כמו קרני אור.
דגם סכמטי של המכשיר. מקור: Noble et al, Physical Review B
קוואזי-חלקיקים שעפים מהקופסה נופלים לתוךהחלק השני של המכשיר. בו, מעגל תיל חצי עגול מתנודד יוצר מערבולות קוונטיות - מיתרים בעובי של פחות מ-100 ננומטר. במקרה זה, קוואזי-חלקיקים שעוברים קרוב מספיק למערבולת, עקב השתקפות אנדרייב, חוזרים חזרה למקור בצורה של חורים. שאר החלקיקים מגיעים לתא: מערך של מזלגות כוונון קוורץ בגודל חמישה על חמישה. כתוצאה ממניפולציות כאלה, המצלמה לוכדת את הצל של סליל המערבולת.
כבר בניסויים הראשונים, חוקריםגילה שהקצה החיצוני של לולאת התיל יצר הרבה יותר מערבולות מהפנימי, אם כי קצבי הזרימה צריכים להיות בערך זהים בשני הקצוות. האפקט הזה עדיין לא הוסבר, אבל מראה שהמצלמה תעזור בעתיד ללמוד עוד על תכונות המערבולת הקוונטית.
תמונת שער: APS/Carin Cain
קרא עוד
משהו מוזר קורה ביקום: איך להסביר חוסר עקביות בקבוע האבל
בפעם הראשונה, סונתז דקנטר - "חומר פלא של דור חדש"
היקום ללא חוטים: מדענים חשפו כיצד השדה המגנטי יכול להופיע "יש מאין"