В результате международного сотрудничества учёных из Инженерного колледжа FAMU-FSU и Национальной лаборатории сильных магнитных полей был открыт универсальный принцип, определяющий взаимодействие микроскопических вихрей в квантовых жидкостях, который также применим к классическим жидкостям. Исследование, опубликованное в Трудах Национальной академии наук, предлагает новый взгляд на динамику вихрей в сверхтекучем гелии, который течёт без сопротивления при температурах, близких к абсолютному нулю. Учёные выяснили, что квантовые вихри, сталкиваясь и соединяясь, расходятся быстрее, создавая всплески энергии, характерные для турбулентности.
Профессор Вэй Го отметил, что сверхтекучие жидкости позволяют изучать турбулентность с новой точки зрения, связывая квантовый и классический миры. Команда исследовала поведение вихрей, вводя замороженные частицы дейтерия в гелий и фиксируя их с помощью лазера и высокоскоростной камеры. Результаты показывают, что временная асимметрия вихрей является фундаментальным свойством движения энергии в жидкостях.
Слева направо: постдокторант Имин Син, профессор Вэй Го и аспирант Юсеф Алихоссейни в Национальной лаборатории сильных магнитных полей.
Исследователи поместили крошечные замороженные частицы в сверхтекучий гелий, чтобы сделать невидимые квантовые вихри видимыми. Затем они использовали лазерный луч и высокоскоростную камеру, чтобы запечатлеть, как эти вихри двигались и соединялись друг с другом. Фото: Скотт Холштейн/Инженерный колледж FAMU-FSU.
Дополнительная информация: Piotr Z. Stasiak et al, Experimental and theoretical evidence of universality in superfluid vortex reconnections, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2426064122
Источник: https://phys.org/news/2025-06-universal-law-quantum-vortex-dynamics.html