อุปกรณ์สำหรับศึกษาฮีเลียม-3 ที่พัฒนาโดยนักฟิสิกส์ประกอบด้วยส่วนประกอบ 3 ชิ้นที่แช่อยู่ในอ่างนี้
การทำความเย็นฮีเลียม-3 ถึงอุณหภูมิต่ำในไม่กี่ mK จะเปลี่ยนสารนี้ให้กลายเป็นของเหลวซุปเปอร์ฟลูอิด ดังที่วลาดิมีร์ เยลต์ซอฟ นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยอัลโตซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้ ตั้งข้อสังเกตในการทบทวนสิ่งพิมพ์ เนื่องจากความสมบูรณ์ของโครงสร้างภายในของฮีเลียม-3 ฮีเลียม-3 มักถูกเรียกว่า "จักรวาลในละออง ” ในซุปเปอร์ฟลูอิดฮีเลียม-3 ไอของคูเปอร์ก่อตัวเป็นสุญญากาศที่มีคุณสมบัติไดนามิกที่ผิดปกติ เช่น การไหลแบบไม่มีแรงเสียดทาน ในทางตรงกันข้าม อะตอมที่ไม่มีคู่จะสร้างของเหลว Fermi ซึ่งเป็นของเหลวควอนตัมที่ประกอบด้วยเฟอร์มิออน
ที่มาของอนุภาคควอซิเพิลในการสร้างนักฟิสิกส์อุปกรณ์คือกล่องปิดภายในซึ่งอุปกรณ์กลไกที่เคลื่อนที่ได้แบ่งคูเปอร์ออกเป็นอนุภาคเสมือนที่บินผ่านรูเข็ม เนื่องจากอุณหภูมิภายนอกกล่องต่ำกว่าขีดจำกัดการเปลี่ยนแปลงของของเหลวยิ่งยวดสำหรับฮีเลียม-3 และคูเปอร์สองสามคู่ถูกฉีกขาดออกจากกันโดยความผันผวนของความร้อน ควอซิพิเคิลจึงพุ่งออกจากรูเป็นเส้นตรง เหมือนกับรังสีของแสง
รูปแบบแผนผังของอุปกรณ์ ที่มา: Noble et al, Physical Review B
เศษชิ้นส่วนที่หลุดออกจากกล่องตกลงไปในส่วนที่สองของอุปกรณ์ ในนั้นวงจรลวดครึ่งวงกลมที่สั่นจะสร้างกระแสวนควอนตัม - สตริงที่มีความหนาน้อยกว่า 100 นาโนเมตร ในกรณีนี้ quasiparticles ที่เข้าใกล้กระแสน้ำวนมากเพียงพอเนื่องจากการสะท้อนของ Andreev กลับสู่แหล่งกำเนิดในรูปของรู อนุภาคที่เหลือไปถึงห้อง: ส้อมเสียงควอตซ์จำนวนหนึ่งซึ่งวัดได้ห้าต่อห้า อันเป็นผลมาจากการปรับเปลี่ยนดังกล่าว กล้องจับเงาของขดลวดกระแสน้ำวน
ในการทดลองครั้งแรกแล้ว นักวิจัยพบว่าขอบด้านนอกของห่วงลวดทำให้เกิดกระแสน้ำวนมากกว่าด้านในมาก แม้ว่าอัตราการไหลควรจะเท่ากันที่ปลายทั้งสองข้าง ผลกระทบนี้ยังไม่ได้รับการอธิบาย แต่แสดงให้เห็นว่ากล้องจะช่วยในอนาคตในการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณลักษณะของความปั่นป่วนควอนตัม
ภาพหน้าปก: APS/Carin Cain
อ่านเพิ่มเติม
สิ่งแปลกประหลาดกำลังเกิดขึ้นในจักรวาล: วิธีอธิบายความไม่สอดคล้องกันของค่าคงที่ฮับเบิล
เป็นครั้งแรกที่มีการสังเคราะห์ขวดเหล้า - "วัสดุมหัศจรรย์ของคนรุ่นใหม่"
จักรวาลที่ไร้ลวด: นักวิทยาศาสตร์ได้เปิดเผยว่าสนามแม่เหล็กสามารถปรากฏ "จากความว่างเปล่า" ได้อย่างไร