Дикий эксперимент показывает, что произойдет, если вы прикоснетесь к квантовой сверхтекучей жидкости

Эксперимент наконец показал, каково это — прикоснуться к суперквантовой жидкости.

Физики погрузили специальный зонд размером с палец в изотоп гелия, охлажденный до небольшой степени выше абсолютного нуля, и зафиксировали его физические свойства.

Они говорят, что впервые мы получили представление о том, как может выглядеть квантовая вселенная. Никому не пришлось страдать от ужасного обморожения или разрушать эксперимент, чтобы узнать правду.

«На практике мы не знаем ответа на вопрос: каково это — прикоснуться к квантовой физике?» Говорит физик Самоли Оти из Ланкастерского университета в Великобритании, который руководил исследованием.

«Эти экспериментальные условия суровы, а методы сложны, но теперь я могу сказать вам, каково было бы, если бы вы могли приложить руку к этой квантовой системе. Никто не смог ответить на этот вопрос за 100-летнюю историю квантовой теории». физика.И сейчас мы это показываем,по крайней мере в Superfluids ³Он, на этот вопрос можно ответить.

Сверхтекучесть — это состояние вещества, которое ведет себя как жидкость без вязкости и трения. Есть два изотопа гелия, которые могут создавать сверхтекучесть. При охлаждении выше абсолютного нуля (-273,15°C или -459,67°F) бозоны изотопа гелия-4 замедляются достаточно, чтобы образовать массив атомов высокой плотности, который ведет себя как один суператом.

border-frame=»0″allow=»акселерометр; автовоспроизведение; запись в буфер обмена; зашифрованный носитель; гироскоп; картинка в картинке; общий доступ к сети»allowfullscreen>

Гелий-3 немного отличается. Их ядро ​​— фермионы, класс частиц, которые вращаются иначе, чем бозоны. При охлаждении ниже определенной температуры фермионы связываются друг с другом в так называемую Куперовые парыКаждый из них состоит из двух фермионов, которые вместе образуют составной бозон. Эти куперовские пары ведут себя точно так же, как бозоны, и поэтому могут образовывать сверхтекучую жидкость.

Отте и его команда уже некоторое время экспериментируют с фермионным сверхтекучим гелием-3 и обнаружили, что, хотя куперовские пары очень хрупкие, исследователи могут вставить внутрь проволоку, не разрывая пары и даже не нарушая поток сверхтекучей жидкости. Поэтому команда решила разработать зонд для детального изучения свойств жидкости.

Ну, это действительно странно. Поверхность жидкости образует независимый двумерный слой, отводящий тепло от стержня. Основная масса сверхтекучей жидкости под ней действует почти как вакуум; Исследователи обнаружили, что оно совершенно пассивно и вообще ни на что не похоже.

Единственной частью жидкости, которая взаимодействовала с зондом, был двумерный поверхностный слой. Достичь массива можно только в том случае, если передать ему огромное количество энергии. Термомеханические свойства сверхтекучей жидкости полностью определяются этим двумерным слоем.

«Эта жидкость выглядела бы двумерной, если бы вы могли поместить в нее палец. Основная часть сверхтекучей жидкости кажется пустой, в то время как тепло течет в двумерной подсистеме вдоль краев объема — другими словами, вдоль вашего пальца». Оти ​​говорит.

«Это также переопределяет наше понимание сверхтекучести. [Helium-3]. «Для ученого это может оказаться более эффективным, чем практическое обучение квантовой физике».

Исследователи говорят, что последствия очень глубокие. Гелий 3 — сверхтекучий Самый чистый материал из известныхТаким образом, изучение этого явления представляет большой научный интерес. Коллективные состояния материи Например, избыток жидкости. Понимание того, как ведет себя двумерный слой, может пролить свет на поведение квазичастиц, топологических дефектов и состояний квантовой энергии.

«Эти методы исследования» Исследователи пишут«У него есть потенциал изменить наше понимание этой универсальной макроскопической квантовой системы».

Search is Из-за внешнего вида в Природные коммуникациии он Доступно в архиве.