Сверхтекучий гелий-3 окружает изолированная двумерная квантовая жидкость.
Физики изучили, что происходит при прикосновении к супержидкости. Зонд, погруженный в охлажденный до экстремальных температур гелий-3, показал два независимых «слоя». С точки зрения переноса тепла внутреннее пространство напоминало вакуум, который покрывала двумерная жидкая поверхность.
Для своего эксперимента ученые охладили гелий-3 до температуры около 0,1 мК — на 0,0001° выше абсолютного нуля. В таких экстремальных условиях атомы этого изотопа становятся сверхтекучей жидкостью — квантовой жидкостью с нулевым внутренним трением (вязкостью). Исследователи погружали в сверххолодный гелий механический резонатор и наблюдали за изменениями его свойств.
Единственной частью жидкости, которая взаимодействовала с зондом, был двумерный поверхностный слой. Он захватывал тепло, которое выделялось от зонда, и уносил его по поверхности пространства, занятого гелием. При этом основная масса сверхтекучей жидкости под поверхностным слоем вела себя как вакуум и оставалась полностью пассивной, «не замечая» прикосновений.
Эта жидкость казалась бы двумерной, если бы вы могли погрузить в нее палец. Основная масса сверхтекучей жидкости кажется пустой, а тепло течет в двумерной подсистеме по ее краям.
Самули Аутти, соавтор исследования из Ланкастерского университета
Сверхтекучий гелий-3 — универсальная макроскопическая квантовая система. Ее используют в качестве модели, например, в физике элементарных частиц, космологии и квантовой обработке информации. Поэтому переопределение его базовой структуры может иметь последствия за пределами квантовой физике, считают авторы исследования.
Читать далее:
Посмотрите, как по-разному видят Крабовидную туманность «Уэбб» и «Хаббл»
Останки жуткой «русалки» из Японии отсканировали: что ученые нашли на снимках
Опубликовано самое подробное изображение космического джета: оно бросает вызов современной физике
На обложке: графическая абстракция. Изображение от vecstock на Freepik