물리학자들은 처음으로 양자 소용돌이를 보기 위한 새로운 유형의 카메라를 만들었습니다.

Lancaster의 연구원들은 카메라와 유사한 장치를 개발했습니다. 표시가 가능합니다

양자 액체의 미니 소용돌이. 그 특성은 양자 효과에 의해 결정됩니다. 이러한 액체의 예로는 절대 영도(-273.15°C)에 가까운 온도의 액체 헬륨이 있습니다.

교반된 액체에서는 소용돌이가 형성되며,물이 배수구로 흘러 들어가면 토네이도와 사이클론에서도 볼 수 있습니다. 양자 액체로 형성되는 것과는 달리 예측할 수 없습니다. 이러한 소용돌이는 항상 같은 크기입니다. 이 현상은 매우 낮은 온도에서만 발생하는 양자 효과로 인해 관찰될 수 있습니다. 예를 들어, 초유체 액체 헬륨-3에서는 소용돌이가 관찰될 수 있습니다.

문제는 양자 소용돌이가 본질적으로 너무 작아서 지금까지 기존 카메라로 추적 입자 없이 캡처할 수 없다는 것입니다.

랭커스터 대학의 물리학자들Theo Noble 박사의 리더십은 특수 입자를 사용하여 빛 대신 소용돌이 클러스터를 이미지화하는 새로운 유형의 카메라를 개발했습니다. 그들의 연구는 Physical Review B 저널에 게재되었습니다.

카메라는 5개의 픽셀로 구성된 배열입니다.5시까지. 25개 픽셀 각각은 중앙에 석영 소리굽쇠가 있는 밀리미터 크기의 원통형 공동입니다. 팀은 초저온 헬륨 형태의 와이어를 진동시켜 생성된 소용돌이에서 챔버를 테스트했습니다.

연구의 저자 중 한 명인 Theo Noble 박사는 "기본적으로 우리는 카메라에서 양자 소용돌이에 의해 드리워진 그림자를 측정하고 있습니다."라고 설명합니다.

적은 수의 픽셀로도 새로운카메라는 대부분의 소용돌이가 진동 와이어 주변이 아닌 진동 와이어 위에 형성된다는 것을 발견했습니다. Lancaster University의 초저온 연구소 소장인 Viktor Zepelin 박사는 이는 수학적 이론이나 수치 모델링으로는 예측할 수 없다고 말했습니다.

이제 과학자들은 90픽셀 카메라를 만들고 싶어합니다.세심하게 준비된 소용돌이 모음의 발달 및 붕괴에 대한 세부 정보를 포착할 수 있을 만큼 충분히 높은 해상도를 가지고 있습니다. 초유체 헬륨-3의 역학을 관찰하는 이러한 능력은 양자 유체의 난류 운동과 일반적인 난류에 대한 이해를 향상시킬 것입니다.

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