물리학자들이 개발한 헬륨-3 연구 장치는 헬륨-3 욕조에 담긴 세 가지 구성 요소로 구성됩니다.
헬륨-3을 저온으로 냉각몇 mK는 이 물질을 초유체 액체로 바꿉니다. 연구에 참여하지 않은 Aalto 대학의 물리학자인 Vladimir Yeltsov는 간행물 리뷰에서 헬륨-3의 내부 구조가 풍부하기 때문에 헬륨-3을 종종 "액적 속의 우주"라고 부릅니다. .” 초유체 헬륨-3에서 쿠퍼 증기는 마찰 없는 흐름과 같은 비정상적인 동적 특성을 갖는 진공을 형성합니다. 대조적으로, 짝을 이루지 않은 원자는 페르미온으로 구성된 양자 액체인 페르미 액체를 형성합니다.
물리학자의 창조에서 준 입자의 근원장치는 움직이는 기계 장치가 Cooper 쌍을 핀홀을 통해 날아가는 준 입자로 분해하는 닫힌 상자입니다. 상자 외부의 온도는 헬륨-3의 초유체 전이 한계보다 훨씬 낮고 열 변동으로 인해 몇 개의 쿠퍼 쌍이 분리되기 때문에 준입자는 광선처럼 구멍에서 직선으로 쏘아집니다.
장치의 개략도 모델. 출처: Noble et al, Physical Review B
상자 밖으로 날아가는 준 입자는장치의 두 번째 부분. 그 안에서 진동하는 반원 와이어 회로는 100nm 두께 미만의 스트링인 양자 소용돌이를 생성합니다. 이 경우, 와류에 충분히 가깝게 통과한 준입자는 Andreev 반사로 인해 구멍의 형태로 소스로 되돌아갑니다. 나머지 입자는 챔버에 도달합니다. 즉, 5x5 크기의 석영 소리굽쇠 배열입니다. 이러한 조작의 결과로 카메라는 소용돌이 코일의 그림자를 캡처합니다.
이미 첫 번째 실험에서 연구자들은유속은 양쪽 끝에서 거의 동일해야 하지만 와이어 루프의 외부 가장자리가 내부보다 더 많은 소용돌이를 생성한다는 것을 발견했습니다. 이 효과는 아직 설명되지 않았지만 카메라가 앞으로 양자 난류의 특징에 대해 더 많이 배우는 데 도움이 될 것임을 보여줍니다.
표지 이미지: APS/캐린 케인
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