En skisse fra siden av eksperimentet med den mest sannsynlige flokekonfigurasjonen (ikke i skala). Vi belyser turbulensen skapt av ledningen med en kvasipartikkelflux som sendes ut fra åpningen til den svarte kroppsradiatoren. En brøkdel av kvasipartikler opplever Andreev retrorefleksjon, og går tilbake på banen og etterlater en skygge bak virvelfloken. Kvasipartikkelkameraet oppdager reduksjonen av fluks og ‘bilder’-fordeling av kvanteturbulens dannet av ledningen. Innsatsene A og B viser flokefordeling som resulterer i symmetrisk skygge: I (A) dannes det turbulens bak ledningens bevegelsesretning, mens det i (B) utvikles turbulens over og under ledningen. Kreditt: Fysisk gjennomgang B (2022). DOI: 10.1103/PhysRevB.105.174515
Et team av fysikere ved Lancaster University har utviklet et kamerasystem som kan brukes til å fange skyggen av en prøve av helium-3. I papiret deres publisert i tidsskriftet Fysisk gjennomgang Bbeskriver gruppen deres kamera, deres teknikk for å bruke det og mulig bruk for bildene det tar.
Helium-3 har spesiell interesse for fysikere på grunn av sin interessante indre struktur, som noen i feltet har beskrevet som “universet i en dråpe.” En av egenskapene er at den går over til en supervæske når den er nedkjølt til ekstremt lave temperaturer. Som en del av forskningsarbeidet har fysikere funnet måter å oppdage det ved å bruke spesielle sonder for å føle det svake magnetfeltet. De har funnet måter å “røre” på det ved å skyve ting gjennom prøver av det og måle effekten deres. De har også oppdaget at det er mulig å høre noen av egenskapene ved hjelp av spesielle mikrofoner. I denne nye innsatsen har forskerne nå utviklet en måte å visualisere det med en spesiell kamera system.
De kamerasystem besto av tre hovedkomponenter suspendert i en prøve av helium-3. Den første delen av systemet var en lukket boks som fungerte som en kilde til kvasipartikler. Den hadde en enhet som brøt Cooper-par til kvasipartikler, som fant veien ut av esken via et lite hull i den ene enden. På grunn av temperaturforskjeller fløy kvasipartiklerne rett ut av esken og inn i den andre delen av systemet. Den andre delen besto av en vibrerende trådsløyfe som skapte helium-3 virvler mellom kilden; den tredje delen av systemet – kameraet – er en 5 x 5 rekke kvartsstemmegafler.
For å lage et bilde ble kvasipartikler skutt fra kilden inn i virvlene. De kvasipartikler som reiste nær en virvel ble reflektert tilbake som hull mot kilden. De kvasipartikler som ikke passerte tilstrekkelig nær en virvel tok seg til kameraet. Det endelige resultatet var en skygge av virvelfloken fanget av kameragruppen.
Forskere bruker silisiumnanopartikler for å visualisere koalescens av kvantiserte virvler som forekommer i superflytende helium
MT Noble et al, Produsere og avbilde kvanteturbulens via parbryting i superfluid He3−B, Fysisk gjennomgang B (2022). DOI: 10.1103/PhysRevB.105.174515
© 2022 Science X Network
Sitering: Et spesielt kamera som kan ‘se’ de intime detaljene i helium-3-universet (2022, 27. mai) hentet 27. mai 2022 fra https://phys.org/news/2022-05-special-camera-intimate-helium -univers.html
Dette dokumentet er underlagt opphavsrett. Bortsett fra enhver rettferdig handel med formålet med private studier eller forskning, kan ingen del reproduseres uten skriftlig tillatelse. Innholdet er kun gitt for informasjonsformål.