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
28 октября 2021
Байесовская нейронная сеть предсказывает распад компактных планетных систем

Чтобы решить проблему прогнозирования нестабильности компактных систем, современные ученые решили внедрить архитектуру глубокого машинного обучения.

25 октября 2021
Ледяные иглы сплетают узоры из камней в замерзающих пейзажах

Узорчатая почва, определяемая сегрегацией камней в зависимости от их размера, является одной из наиболее поразительно самоорганизующихся характеристик полярных и высокогорных ландшафтов.

21 октября 2021
Экологические кризисы привели к формированию новой геологической эпохи — антропоцен

Эта эпоха стартовала в середине 20-го века и наглядно отражает то большое ускорение, которое началось со времен индустриализации в Европе.

18 октября 2021
Тусклый свет по вечерам искусственно продлевает солнечный день

Ранее высказывались опасения, что воздействие тусклого искусственного освещения в вечернее время может нарушать циркадные ритмы и режим сна. Что на деле?

14 октября 2021
Исследованы наноразмерные детали смачивания нанопокрытых поверхностей

Ученые, используя комбинацию передовых нанотехнологий и жидкофазную просвечивающую электронную микроскопию, смогли изобразить смачивание плотных массивов узорчатых вертикальных нанопилляров.

Вся информация


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