تینا مزدکی – آنها می گویند این اولین بار است که تصور می کنیم دنیای کوانتومی چه حسی دارد و هیچ کس مجبور نبود در این فرآیند دچار سرمازدگی شود یا آزمایشی را خراب کند. سامولی یوتی، فیزیکدان دانشگاه لنکستر در بریتانیا که این تحقیق را رهبری می کند، می گوید: «در عمل، ما پاسخ این سوال را نمی دانیم که لمس فیزیک کوانتومی چه حسی دارد.
این شرایط آزمایش بسیار شدید و تکنیک ها بسیار پیچیده هستند، اما اکنون می توانم به شما بگویم که اگر بتوانید دست خود را در داخل این سیستم کوانتومی قرار دهید چه حسی به شما دست می دهد. هیچ کس در تاریخ 100 ساله فیزیک کوانتومی نتوانسته به این سوال پاسخ دهد. اکنون نشان می دهیم که حداقل در ابر سیال 3He، ممکن است به این سوال پاسخ داده شود.
ابرهای سیال حالتی از ماده هستند که مانند سیالی با ویسکوزیته یا اصطکاک صفر رفتار می کنند. دو ایزوتوپ هلیوم وجود دارد که می توانند یک ابر سیال تشکیل دهند. هنگامی که بالاتر از صفر مطلق (273.15- درجه سانتیگراد یا -459.67 درجه فارنهایت) سرد می شوند، بوزون های ایزوتوپ هلیوم-4 به اندازه ای منقبض می شوند که به گروهی از اتم های با چگالی بالا که مانند یک ابر اتم رفتار می کنند، همپوشانی دارند.
هلیوم-3 کمی متفاوت است. هسته های آنها فرمیون ها هستند، دسته ای از ذرات که متفاوت از بوزون ها می چرخند. هنگامی که فرمیون ها زیر دمای معینی سرد می شوند، به صورت جفت کوپر به هم می پیوندند که هر کدام از دو فرمیون تشکیل شده است که با هم یک بوزون مرکب را تشکیل می دهند. این جفت‌های کوپر دقیقاً مانند بوزون‌ها رفتار می‌کنند و بنابراین می‌توانند یک ابر سیال تشکیل دهند.
اوتی و تیمش مدتی است که روی ابرسیال فرمیونی هلیوم-3 آزمایش کرده‌اند و دریافته‌اند که اگرچه جفت‌های کوپر کاملا شکننده هستند، اما محققان می‌توانند یک سیم را بدون شکستن این جفت‌ها یا حتی اختلال در جریان ابرسیال در داخل آنها به هم وصل کنند. بنابراین تیم تصمیم به طراحی یک کاوشگر برای بررسی دقیق‌تر خواص مایع گرفت.
و خوب، واقعاً چیز عجیبی است. به نظر می رسد که سطح سیال یک لایه دو بعدی جداگانه تشکیل می دهد که گرما را از میله دور می کند. بیشتر ابر سیال زیرین تقریباً مانند خلاء عمل می کند. محققان دریافتند که کاملاً غیرفعال است و اصلاً شبیه چیزی نیست.
تنها بخشی از سیال که با کاوشگر برهم کنش داشت، لایه سطحی دو بعدی بود. جرم تنها زمانی قابل دسترس می شود که انرژی عظیمی به آن تزریق شود. خواص ترمومکانیکی ابر سیال کاملاً توسط آن لایه دو بعدی مشخص می شود.
“اگر می توانستید انگشت خود را در آن بچسبانید، این مایع دو بعدی به نظر می رسید. بیشتر ابرسیال احساس خالی می کند، در حالی که گرما در زیر سیستم دو بعدی در امتداد لبه های جرم جریان می یابد؛ به عبارت دیگر، در امتداد طول جرم شما جریان می یابد. انگشت . . !
آبنما: هشدار علمی
227227
