Une étude récente menée par des chercheurs de l’Université d’Helsinki a mis en lumière l’état quantique d’un superfluide en rotation et sa capacité à se diviser en trois schémas différents. Cette recherche révolutionnaire, publiée dans la revue Physical Review Letters, révèle le comportement complexe des tourbillons quadruplement quantifiés dans les superfluides.
Les superfluides, qui se produisent à des températures proches du zéro absolu, présentent des propriétés uniques en raison de l’absence de résistance interne comme la friction. Contrairement aux fluides classiques, leur comportement est régi par la physique quantique. Lorsqu’un superfluide est mis en rotation, il devrait théoriquement continuer à tourner indéfiniment en raison de l’absence de viscosité. Cependant, des expériences avec de l’hélium à des températures extrêmement basses ont révélé que la rotation finit par s’arrêter en raison de la quantification de la vorticité.
Dans cette nouvelle étude, le Dr Xin Li de l’Université d’Helsinki a exploré les processus de division des tourbillons quadruplement quantifiés à différentes températures. On savait déjà que ces tourbillons pouvaient se diviser en tourbillons plus petits, mais cette recherche démontre pour la première fois que la température influence les schémas de division spécifiques.
En utilisant la dualité jauge/gravité ou la théorie de l’holographie, qui permet un examen réaliste de l’impact de la température, les chercheurs ont modélisé les processus de division. Ils ont découvert qu’il existe trois façons distinctes dont les tourbillons quadruplement quantifiés peuvent se diviser, conduisant à trois schémas différents. Deux de ces schémas ont été observés expérimentalement à basse température, tandis que le troisième schéma pourrait devenir visible à des températures plus élevées.
Ces découvertes fournissent des insights précieux sur le comportement des superfluides et élargissent notre compréhension des phénomènes quantiques. En étudiant l’état quantique des superfluides en rotation, les scientifiques peuvent explorer davantage les principes fondamentaux qui régissent le comportement de la matière dans des conditions extrêmes.
Cette recherche a des implications importantes pour divers domaines, y compris la physique de la matière condensée et la mécanique quantique, et ouvre de nouvelles voies pour l’étude de la dynamique des superfluides. Alors que les scientifiques continuent d’explorer le domaine quantique, nous pouvons nous attendre à de nouvelles révélations sur la nature complexe de ces systèmes fascinants.
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