Helium-3-apparatet utviklet av fysikere består av tre komponenter nedsenket i et bad av helium-3.
Avkjøling av helium-3 til lave temperaturer inoen få mK gjør dette stoffet til en superflytende væske. Som Vladimir Jeltsov, en fysiker ved Aalto-universitetet som ikke var involvert i studien, bemerker i en anmeldelse av publikasjonen, på grunn av rikdommen i den indre strukturen til helium-3, kalles helium-3 ofte "universet i en dråpe ." I superfluid helium-3 danner Cooper-damper et vakuum som har uvanlige dynamiske egenskaper, som friksjonsfri flyt. I motsetning til dette danner uparrede atomer en Fermi-væske, en kvantevæske som består av fermioner.
Kilden til kvasipartikler i skapelsen av fysikereenheten er en lukket boks inni der en bevegelig mekanisk enhet bryter Cooper-par til kvasipartikler som flyr ut gjennom nålehull. Siden temperaturen utenfor boksen er godt under overgangsgrensen for superfluid for helium-3, og få Cooper-par blir revet fra hverandre av termiske svingninger, skyter kvasipartikler ut av hullet i en rett linje, som lysstråler.
Skjematisk modell av enheten. Kilde: Noble et al, Physical Review B
Kvasipartikler som flyr ut av boksen faller innandre del av enheten. I den genererer en oscillerende halvsirkelformet ledningskrets kvantevirvler - strenger mindre enn 100 nm tykke. I dette tilfellet går kvasipartikler som passerer nær nok virvelen, på grunn av Andreev-refleksjon, tilbake til kilden i form av hull. Resten av partiklene når kammeret: en rekke kvartsstemmegafler som måler fem ganger fem. Som et resultat av slike manipulasjoner, fanger kameraet skyggen av virvelspolen.
Allerede i de første eksperimentene, forskerefant at den ytre kanten av trådsløyfen produserte mange flere virvler enn den indre, selv om strømningshastighetene skulle være omtrent like i begge ender. Denne effekten er ennå ikke forklart, men viser at kameraet vil hjelpe i fremtiden med å lære mer om egenskapene til kvanteturbulens.
Forsidebilde: APS/Carin Cain
Les mer
Noe merkelig skjer i universet: hvordan forklare inkonsekvenser i Hubble-konstanten
For første gang ble en karaffel syntetisert - "et mirakelmateriale av en ny generasjon"
Universet uten ledninger: forskere har avslørt hvordan magnetfeltet kan dukke opp "ut av ingenting"