Tęsdami ankstesnį tyrimą, Lancasterio universiteto fizikai nustatė, kodėl per supertakų helį-3 judantiems objektams negalioja greičio apribojimai.
Atrasta, kaip supertakiame helyje-3 išnyksta greičio apribojimas
© Technologijos.lt
Helis-3 yra retas helio izotopas, kuriame trūksta vieno neutrono. Itin žemoje temperatūroje jis tampa supertakus, ir per jį judantys objektai nepatiria trinties.
Anksčiau manyta, kad per supertakų helį-3 judančių objektų fundamentaliai ribojamas kritiniu Landau greičiu, kurį viršijus, supertakumas pradingtų. Ankstesni eksperimentai Lancasteryje parodė, kad tai nėra griežta taisyklė ir objektai gali judėti daug didesniu greičiu, nesutrikdydami trapios supertakumo būsenos.
Dabar Lancasterio mokslininkai rado greičio neribojimo priežastį: egzotiškos dalelės, kimbančios prie visų supertakiame skystyje esančių paviršių.
Atradimas gali rasti pritaikymą kvantinėse technologijose, ir net kvantiniuose skiačiavimuose, kur ne viena tyrėjų grupė jau siekia šias neįprastas daleles panaudoti.
Tyrėjai atrado greičio apribojimo nebuvimo priežastį: egzotiškos dalelės, kurios kimba prie visų supertakiame skystyje esančių paviršių
© Lancaster University
Siekdami išvysti šias kibias daleles, tyrėjai supertakų helį-3 atšaldė iki vienos dešimt tūkstantosios kelvino dalies virš absoliutaus nulio (0,0001K arba -273,15°C). Tada supertakiame skystyje dideliu greičiu judino vielą, matuodami, kokios jėgos reikėjo jai judinti. Neskaitant itin mažos jėgos, susijusios su prikibusių dalelių judinimu, kai viela pradeda judėti, išmatuota jėga buvo nulinė.
Straipsnio vyr. autorius Dr. Samuli Autti sakė: „Supetakus helis-3 per jį judančiam strypeliui atrodo kaip vakuumas, nors jis yra santykinai tankus skystis. Jame nėra pasipriešinimo, visiškai jokio. Tai labai intriguoja.“
PhD studentė Ash Jennings pridėjo: „Keisdami strypelio judėjimo kryptį, galėjome nustatyti, kad strypelį nuo supertakaus skysčio slėpė jį dengiančios kibios dalelės, net kai strypelis judėjo išties greitai.“ „Iš pradžių reikia pajudinti prikibusias daleles, ir strypelį paveikia maža jėga, tačiau tai atlikus, jėga paprasčiausiai pranyksta“, – sakė projektą prižiūrėjęs Dr. Dmitry Zmeev.
Lancaster University
Nuoroda: „Fundamental dissipation due to bound fermions in the zero-temperature limit „by S. Autti, S. L. Ahlstrom, R. P. Haley, A. Jennings, G. R. Pickett, M. Poole, R. Schanen, A. A. Soldatov, V. Tsepelin, J. Vonka, T. Wilcox, A. J. Woods and D. E. Zmeev, 21 September 2020, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-020-18499-1
