微型波浪机打开科学大门

昆士兰大学的研究人员在硅芯片上制作了一个微观“海洋”,以微型化波浪动力学的研究。该设备在比米粒还小的芯片上使用了一层仅百万分之几毫米厚的超流氦层。

来源:Scimex

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昆士兰大学

昆士兰大学的研究人员在硅芯片上制作了一个微观“海洋”,以微型化波浪动力学的研究。

该设备由昆士兰大学数学与物理学院制造,在比一粒米还小的芯片上使用一层仅百万分之几毫米厚的超流氦。

数理学院

克里斯托弗·贝克博士表示,这是世界上最小的波浪池,超流氦的量子特性使其能够毫无阻力地流动,这与水等经典流体不同,水在如此小的尺度下会因粘度而固定不动。

克里斯托弗·贝克博士

“几个世纪以来,对流体如何运动的研究一直让科学家着迷,因为流体动力学控制着从海浪和飓风漩涡到血液和空气流经我们身体的一切事物,”贝克博士说。

“但是波浪和湍流背后的许多物理原理一直是个谜。

“使用激光驱动和测量我们系统中的波,我们观察到了一系列惊人的现象。

“我们看到了向后倾斜的波,而不是向前倾斜的波、激波锋,以及被称为孤子的孤立波,它们以凹陷而不是峰值的形式传播。

“这种奇异行为在理论上已经被预测到,但以前从未见过。”

Warwick Bowen 教授表示,昆士兰量子光学实验室的芯片级方法可以将实验持续时间压缩一百万倍,将数据收集天数减少到毫秒。

沃里克·鲍文教授 昆士兰量子光学实验室

“在传统实验室中,科学家使用长达数百米的巨大波浪水槽来研究海啸和狂浪等浅水动力学,”鲍文教授说。

“但是这些设施只能达到自然界中波浪复杂性的一小部分。

“我们的微型设备将驱动这些复杂行为的非线性放大了 100,000 倍以上。

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