Fiziķi vispirms izveidoja jauna veida kameru, lai redzētu kvantu virpuļus

Pētnieki no Lankasteras ir izstrādājuši kamerai līdzīgu ierīci. Tas spēj parādīt

mini virpuļi kvantu šķidrumos. Tās īpašības nosaka kvantu efekti. Šāda šķidruma piemērs ir šķidrais hēlijs, kura temperatūra ir tuvu absolūtajai nullei (-273,15 °C).

Maisītos šķidrumos veidojas virpuļi,Kad ūdens ieplūst kanalizācijas caurumā, tos var redzēt arī viesuļvētros un ciklonos. Tie ir neparedzami, atšķirībā no tiem, kas veidojas ar kvantu šķidrumiem. Šādi virpuļi vienmēr ir vienāda izmēra. Šo parādību var novērot kvantu efektu dēļ, kas rodas tikai ļoti zemā temperatūrā. Piemēram, virpuļus var novērot superšķidrā šķidrā hēlijā-3.

Problēma ir tā, ka kvantu virpuļi pēc savas būtības ir pārāk mazi, lai tos notvertu bez marķiera daļiņām ar parasto kameru — līdz šim.

Fiziķi no Lankasteras universitātesDoktora Teo Nobla vadība ir izstrādājusi jauna veida kameru, kas gaismas vietā izmanto īpašas daļiņas, lai attēlotu virpuļu kopas. Viņu darbs tika publicēts žurnālā Physical Review B.

Kamera ir piecu pikseļu masīvslīdz piecām. Katrs no 25 pikseļiem ir milimetra izmēra cilindrisks dobums, kura vidū ir kvarca kamertonis. Komanda pārbaudīja kameru uz virpuļiem, ko radīja vibrējoša stieple īpaši auksta hēlija veidā.

“Būtībā mēs mērām ēnas, ko uz kameras rada kvantu virpuļi,” skaidro Dr. Teo Nobls, viens no pētījuma autoriem.

Pat ar nelielu pikseļu skaitu, jaunsKamera konstatēja, ka lielākā daļa virpuļu veidojās virs vibrējošā vada, nevis ap to. Lankasteras Universitātes īpaši zemās temperatūras laboratorijas vadītājs Dr Viktors Zepelins sacīja, ka to neparedz ne matemātiskās teorijas, ne skaitliskā modelēšana.

Tagad zinātnieki vēlas izveidot 90 pikseļu kameruar pietiekami augstu izšķirtspēju, lai tvertu detaļas par rūpīgi sagatavotu virpuļu kolekciju attīstību un sabrukšanu. Šī spēja novērot superšķidra hēlija-3 dinamiku uzlabos mūsu izpratni par kvantu šķidrumu turbulento kustību un turbulenci kopumā.

Lasīt vairāk

Visumā notiek kaut kas dīvains: kā izskaidrot Habla konstantes neatbilstības

Senā Mittani impērijas pilsēta “izcēlās” no upes. Viņam ir vairāk nekā 3400 gadu

Pēc 20 gadiem viss būs savādāk: kādas prasmes būs vajadzīgas mūsu bērniem