28.03.2014
Просмотров: 509

Ученые обнаружили "неопознанные электронные объекты"

Исследование, проведённое международным коллективом учёных из Великобритании, России и Франции, выявило таинственный класс объектов, которые существуют в сверхтекучем гелии при низкой температуре. Его результаты опубликованы в журнале "PNAS". В этой статье представлен новый математический аппарат, способный описать движение сверхтекучих жидкостей при низкой температуре, которые проявляют как классическое, так и квантовое поведение.

Квантовая природа сверхтекучести проявляется в виде крошечных квантованных вихрей, с размерами порядка ангстрема (0.1 нм – это примерно диаметр атома), которые перемещаются через сечение жидкости, образуя пучки-связки. Математическое моделирование таких сложных систем, которые включают ряд объектов с разными размерами, является крайне трудной задачей.

При погружении в сверхтекучую жидкость электронов, их движения образуют мягкие пузырьки около 2 нм в диаметре, а попав в ловушку квантованных вихрей, электроны перемещаются подобно тому, как дома и авто перемещаются силой торнадо. Группа учёных из Университета Брауна изучила эффект подобного колеблющегося давления на электронных пузырьках. Когда давление падает ниже критичного, пузырь расширяется и взрывается, достигая микронных размеров.

При этом команда обнаружила ещё один класс объектов, которые существуют только при очень низких температурах и взрываются при ещё больших давлениях. Они назвали эти объекты «неустановленными электронными объектами». В их основе лежит механизм вихревого умножения: вихревое ядро расширяется, а затем распадается, образуя плотный массив новых вихревых колец.

Понимание сложных особенностей поведения квантованных вихрей является одной из крупных нерешённых проблем квантовой физики, и первый шаг в её решении может быть положен именно этим исследованием.
Источник: Телеграф