量子涡旋中心之旅:微观相互摩擦如何控制超流体耗散

走进超流体的奇异世界,这是一种可以无摩擦地无限流动的液体,违背了我们每天经历的常识规则,水倾倒、糖浆粘在一起、咖啡在粘度的作用下旋转和减速。在这些非凡的流体中,运动通常会自行组织成量子化漩涡:微小而长寿的漩涡,是超流体流动的基本组成部分。

来源:英国物理学家网首页

走进超流体的奇异世界,这是一种可以无摩擦地无限流动的液体,违背了我们每天经历的常识规则,水倾倒、糖浆粘在一起、咖啡在粘度的作用下旋转和减速。在这些非凡的流体中,运动通常会自行组织成量子化漩涡:微小而长寿的漩涡,是超流体流动的基本组成部分。

欧洲非线性光谱实验室 (LENS) 进行的一项国际研究,由来自 CNR-INO、佛罗伦萨大学、博洛尼亚大学、的里雅斯特大学、奥格斯堡大学和华沙理工大学的研究人员参与,通过研究强相互作用超流体中的涡流动力学,揭示了控制其行为的基本机制,开始了这一旅程。

利用超冷原子气体,科学家们打开了一扇通向这个奇异领域的独特窗口,重现了与超流氦 3、中子星内部和超导体类似的条件。

该研究发表在《自然通讯》杂志上。

了解超流体中的涡流行为

“在超流体中,涡流是稳定的物体,因为衰变受到抑制,”尼古拉·格拉尼博士说。佛罗伦萨大学物理学和天文学博士学位,也是该出版物的第一作者。 “然而,直接作用在涡流上的内部微观力仍然可能导致超流体流的耗散。

“这些力是由有限温度超流体中的超流体和正常成分之间的相互作用产生的,从而产生了所谓的相互摩擦。因此,涡流在确定电流传输效率方面发挥着至关重要的作用,其动力学可以用作控制相互摩擦的微观机制的敏感探针。”

实验技术和观察

这项研究为理解超流体和超导体中的涡流动力学开辟了新的视角。