Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Открыт феномен, который в будущем поможет реализовать гигантский квантовый вихрь

Открыт феномен, который в будущем поможет реализовать гигантский квантовый вихрь

30 января 2020


Одной из главных задач ученых-физиков на сегодняшний день является реализация квантового вихря, который, забегая вперед, можно наблюдать в условиях сверхтекучести. Этот вихрь представляет собой определенный топологический дефект, который обладает массой новых свойств по сравнению с обычным состоянием ряда веществ. При переходе последних в квантовое состояние можно наблюдать необычные свойства, например сверхтекучесть и нулевую вязкость. Многие вещества преобразовываются в конденсат Бозе-Эйнштейна, среди них — разреженные атомарные газы. Частицы в конденсате обладают скоррелированным поведением, которое можно описать одной волновой функцией.

В состоянии сверхтекучести можно наблюдать образование квантовых вихрей, которые существуют при определенных условиях, а именно при определенном значении момента импульса. Теоретически, эти вращательные течения могут быть ускорены, что, ожидаемо, повлечет за собой их слияние в одно целое — единый гигантский вихрь. Однако продемонстрировать это явление с помощью существующего лабораторного оборудования пока еще невозможно, поскольку нет такой конфигурации потока, которая смогла бы поддерживаться за счет собственного вращения.

Именно поэтому ученые-физики занялись поиском такой конфигурации. За основу в новом эксперименте было взято сверхтекучее вещество, обладающее относительно устойчивым вращением. Усиливая скорость вращения до критического значения, что составляет 18,4 числа Маха, ученые наблюдали образование пустот в середине системы. При такой скорости, превышающей скорость звука в 18,4 раза, ученые получили поистине небывалый удельный момент импульса — он составлял 350h. Затем физики провели эксперимент на бозе-конденсате из охлажденных атомов рубидия. Разгоняя поток до предела возможного, наблюдалось истончение облака, которое изначально принимало форму кольца. К сожалению, эксперимент доказал тот факт, что для удержания квантового вихря необходимо подобрать такой режим, который позволял бы сохранять вращение благодаря центробежной силе. И ученым это удалось путем оказания на поток дополнительного возмущения. Возбуждение кольца вызвало изменение его формы с кольца до эллипса.

Весь этот эксперимент показал несовершенство существующих моделей, поскольку частоты колебаний изучаемого явления вступили в противоречие с ними. Этот феномен уникален, поскольку благодаря удачному сосуществованию явлений сверхтекучести и конденсата Бозе-Эйнштейна в будущем все-таки можно добиться создания гигантского квантового вихря, в котором заряженные частицы будут обладать квантовым поведением.

info11-04-19-imgs_SMM_Feb_2019_0033_1

Другая информация
29 июля 2021
Ученые выяснили, почему сияет горный лак

Во время своих экспедиций на корабле HMS Beagle с 1832 по 1836 год молодой Чарльз Дарвин описал конкретные скальные образования у берегов Южной Америки как «черную сверкающую скалу», которая «блестит ярче всего, когда поворачивается к свету».

26 июля 2021
Создана новая платформа для медицинской визуализации на основе ультразвука

Ученые создали новую платформу для развития диагностической помощи, состоящую из ультразвукового зонда на кристалле в паре с мобильным устройством и интерпретацией изображений под управлением искусственного интеллекта и облачным взаимодействием.

22 июля 2021
Представлен новый статистический анализ спектров ДЭЯР (ENDOR)

Статистический анализ спектров/сигналов ДЭЯР долгое время был мало изучен, возможно, из-за высокой частоты систематических ошибок, которые трудно моделировать.

19 июля 2021
Ученые говорят об антигенных волнах вирусно-иммунной коэволюции

Ученые решили сформулировать подобный процесс выхода вируса в терминах низкоразмерной волны, движущейся в антигенном пространстве.

15 июля 2021
Большие лесные пожары мобилизуют ртуть

Огонь может улетучивать до 99% ртути, содержащейся в растительности и почве. Газообразная ртуть может оставаться в атмосфере в течение многих лет и перемещаться вокруг планеты.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!