Opracowane przez fizyków urządzenie do badania helu-3 składa się z trzech elementów zanurzonych w kąpieli tego
Schładzanie helu-3 do niskich temperatur wkilka mK zamienia tę substancję w nadciekłą ciecz. Jak zauważa w recenzji publikacji Władimir Jelcow, fizyk z Uniwersytetu Aalto, który nie był zaangażowany w badania, ze względu na bogactwo wewnętrznej struktury helu-3, hel-3 jest często nazywany „wszechświatem w kropli”. ”. W nadciekłym helu-3 pary Coopera tworzą próżnię, która ma niezwykłe właściwości dynamiczne, takie jak przepływ bez tarcia. W przeciwieństwie do tego, niesparowane atomy tworzą ciecz Fermiego, ciecz kwantową złożoną z fermionów.
Źródło quasicząstek w tworzeniu fizykówUrządzenie to zamknięte pudełko, w którym poruszające się mechaniczne urządzenie rozbija pary Coopera na quasi-cząstki, które wylatują przez otworki. Ponieważ temperatura na zewnątrz pudełka jest znacznie poniżej granicy przejścia nadciekłego dla helu-3, a kilka par Coopera jest rozrywanych przez fluktuacje termiczne, quasicząstki wystrzeliwują z otworu w linii prostej, jak promienie światła.
Schematyczny model urządzenia. Źródło: Noble i in., Physical Review B
Quasicząstki wylatujące z pudełka wpadają wdruga część urządzenia. W nim oscylujący półokrągły obwód drutu generuje wiry kwantowe - struny o grubości mniejszej niż 100 nm. W tym przypadku kwazicząstki, które przechodzą wystarczająco blisko wiru, dzięki odbiciu Andreeva, wracają z powrotem do źródła w postaci dziur. Reszta cząstek dociera do komory: szereg kwarcowych kamertonów o wymiarach pięć na pięć. W wyniku takich manipulacji kamera rejestruje cień cewki wirowej.
Już w pierwszych eksperymentach badaczeodkryli, że zewnętrzna krawędź pętli drutu wytwarza znacznie więcej wirów niż wewnętrzna, chociaż prędkości przepływu powinny być w przybliżeniu takie same na obu końcach. Efekt ten nie został jeszcze wyjaśniony, ale pokazuje, że aparat pomoże w przyszłości dowiedzieć się więcej o cechach turbulencji kwantowych.
Zdjęcie na okładce: APS/Carin Cain
Czytaj więcej
Coś dziwnego dzieje się we Wszechświecie: jak wyjaśnić niespójności w stałej Hubble'a
Po raz pierwszy zsyntetyzowano karafkę - „cudowny materiał nowej generacji”
Wszechświat bez przewodów: naukowcy odkryli, w jaki sposób pole magnetyczne może pojawić się „z niczego”