Ученые впервые прикоснулись к квантовой сверхтекучей жидкости

Физики из Ланкастерского университета в Великобритании провели первый в истории эксперимент по прямому контакту с квантовой сверхтекучей жидкостью. Они погрузили специальный зонд в изотоп гелия, чья температура лишь немного превышала показатель абсолютного нуля, и зафиксировали его физические свойства.

Сверхтекучесть – это состояние, при котором вещество ведет себя как жидкость с нулевой вязкостью или трением. Известны два изотопа гелия, способные создавать сверхтекучую жидкость: гелий-4 и гелий-3.

Британские ученые провели эксперимент с гелием-3. Его ядром является фермион. При охлаждении ниже определенной температуры фермионы связываются друг с другом в так называемые куперовские пары, которые образуют составной бозон.

Наблюдения показали, что хотя куперовские пары довольно хрупки, внутрь сверхтекучей жидкости можно вставить проволоку. Ученые сконструировали зонд для изучения свойств сверхтекучей жидкости с близкого расстояния.

Результаты показали, что поверхность жидкости образует двухмерный слой, который отводит тепло от стержня. При этом основная часть жидкости под ним ведет себя почти как вакуум и абсолютно пассивна.

Ученые отметили, что гелий-3 является самым чистым из известных материалов и представляет большой интерес для исследований. Знание того, как ведет себя его двумерный слой, может объяснить поведение квазичастиц и другие свойства квантовой системы, сообщает Nature Communications.

Ранее сообщалось, что ученые доказали существование квантовой суперхимии. Эксперимент провели в Чикагском университете.