Апарат для вивчення гелію-3, розроблений фізиками, складається з трьох компонентів, занурених у ванну з цим
Охолодження гелію-3 до низьких температуркілька мК перетворює цю речовину на надплинну рідину. Як зазначає в рецензії на публікацію Володимир Єльцов, фізик з Університету Аалто, який не брав участі у дослідженні, через багатство внутрішньої структури гелій-3 часто називають «всесвітом у краплі». У надплинному гелії-3 куперовські пари утворюють вакуум, який має незвичайні динамічні властивості, такі, наприклад, як перебіг без тертя. Навпаки, неспарені атоми утворюють фермі-рідину - квантову рідину, що складається з ферміонів.
Джерело квазічастинок у створеному фізикамипристрої - це закритий ящик, всередині якого механічний пристрій, що рухається, розбиває куперовські пари на квазічастинки, які вилітають через точкові отвори. Оскільки поза ящиком температура набагато нижча межі надплинного переходу для гелію-3, і небагато куперівських пар розриваються тепловими флуктуаціями, квазічастинки вилітають з дірки прямолінійно, як промені світла.
Схематична модель пристрою. Джерело: Noble et al, Physical Review B
Квазичастинки, що вилітають із ящика, потрапляють удругу частину пристрою. У ній напівкруглий дротяний контур, що коливається, генерує квантові вихори — струни товщиною менше 100 нм. При цьому квазічастинки, які проходять досить близько від вихору, завдяки андріївському відображенню, повертаються назад до джерела у вигляді дірок. Решта частинок долітає до камери: масиву кварцових камертонів розміром п'ять на п'ять. Внаслідок таких маніпуляцій камера фіксує тінь вихрового клубка.
Вже у перших експериментах дослідникивиявили, що зовнішній край дротяної петлі створює набагато більше вихор, ніж внутрішній, хоча швидкості потоку повинні бути приблизно однаковими на обох краях. Цей ефект поки не пояснений, але показує, що камера допоможе в майбутньому дізнатися більше про особливості квантової турбулентності.
Зображення обкладинки: APS/Carin Cain
Читати далі
У Всесвіті відбувається щось дивне: як пояснити нестиковки у постійній Хаббла
Вперше синтезовано графин – «диво матеріал нового покоління»
Всесвіт без проводів: вчені розкрили, як магнітне поле могло з'явитися «з нічого»