Fizikų sukurtas helio-3 tyrimo aparatas susideda iš trijų komponentų, panardintų į šios medžiagos vonią.
Helio-3 aušinimas iki žemos temperatūroskeli mK paverčia šią medžiagą superskysčiu skysčiu. Kaip tyrime nedalyvavęs Aalto universiteto fizikas Vladimiras Jelcovas pažymi publikacijos apžvalgoje, dėl turtingos helio-3 vidinės struktūros helis-3 dažnai vadinamas „visata lašelyje“. . Superskystame helio-3 sudėtyje Cooperio garai sudaro vakuumą, turintį neįprastų dinaminių savybių, tokių kaip srautas be trinties. Priešingai, nesuporuoti atomai sudaro Fermi skystį, kvantinį skystį, sudarytą iš fermionų.
Kvazidalelių šaltinis fizikų kūrybojeprietaisas yra uždara dėžė, kurios viduje judantis mechaninis įtaisas suskaido Kuperio poras į kvazidaleles, kurios išskrenda pro skylutes. Kadangi temperatūra už dėžutės yra gerokai žemesnė už superskysčio pereinamąją helio-3 ribą, o kelios Cooper poros yra išardomos dėl šiluminių svyravimų, kvazidalelės iš skylės iškyla tiesia linija, tarsi šviesos spinduliai.
Scheminis įrenginio modelis. Šaltinis: Noble ir kt., Physical Review B
Kvazidalelės, išskrendančios iš dėžės, patenka įantroji įrenginio dalis. Jame svyruojanti pusapvalė vielos grandinė generuoja kvantinius sūkurius – stygas, kurių storis nesiekia 100 nm. Tokiu atveju kvazidalelės, kurios praeina pakankamai arti sūkurio, dėl Andrejevo atspindžio grįžta atgal į šaltinį skylių pavidalu. Likusios dalelės pasiekia kamerą: kvarcinių kamertonų masyvas, kurio matmenys yra nuo penkių iki penkių. Dėl tokių manipuliacijų kamera užfiksuoja sūkurio ritės šešėlį.
Jau pirmųjų eksperimentų metu mokslininkainustatė, kad išorinis vielos kilpos kraštas sukėlė daug daugiau sūkurių nei vidinis, nors srauto greitis abiejuose galuose turėtų būti maždaug vienodas. Šis efektas dar nepaaiškintas, bet rodo, kad kamera ateityje padės daugiau sužinoti apie kvantinės turbulencijos ypatybes.
Viršelio vaizdas: APS/Carin Cain
Skaityti daugiau
Visatoje vyksta kažkas keisto: kaip paaiškinti Hablo konstantos neatitikimus
Pirmą kartą buvo susintetintas dekanteris - „naujos kartos stebuklinga medžiaga“
Visata be laidų: mokslininkai atskleidė, kaip magnetinis laukas gali atsirasti „iš nieko“