CNR-INO tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləriOrbitdə fırlanan burulğan trayektoriyasının müşahidəsi. a Fərdi burulğanların müxtəlif təkamül dövrlərində görüntülənməsi. Təsvirlər 2-4 eksperimental realizasiya üzrə orta hesablanır. Əyri oxlar sərbəst, orbitdə fırlanan burulğanın yolunu zaman funksiyası kimi təmsil edir. b Müxtəlif realizasiyalar üçün burulğanlar arasındakı nisbi mövqe, onların rəngi ilə kodlanır. c (b) -dəki məlumatlar üçün bucaq mövqeyi Δθ-nin standart sapmasının zaman təkamülü . Tam mavi brilyantlar eksperimental məlumatlardan əldə edilən dəyərləri, boş qırmızı dairələr DPVM zaman təkamülündən əldə edilir. Hər təkamül müddəti üçün, ölçülmüş etibarlılıq diapazonunda mobil burulğanın müxtəlif ilkin mövqelərini əks etdirən 1000 müstəqil DPVM zaman təkamülü həyata keçirilir. Mənbə: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-64992-w

Hər gün yaşadığımız sağlam düşüncə qaydalarına zidd olaraq, sürtünmə olmadan sonsuz axa bilən, supermayenin qəribə dünyasına addım atın. Burada suyun töküldüyü, şərbətin batdığı və qəhvənin özlülüyün təsiri altında fırlandığı və yavaşladığı bir mayedir. Bu qeyri-adi mayelərdə hərəkət tez-tez özünü kvantlanmış burulğanlara – supermaye axınının əsas tikinti blokları kimi çıxış edən kiçik, uzunömürlü burulğanlara – çevirir.

Avropa Qeyri-Xətti Spektroskopiya Laboratoriyasında (LENS) CNR-INO, Florensiya, Bolonya, Triest, Auqsburq Universitetləri və Varşava Texnologiya Universitetinin tədqiqatçılarının iştirakı ilə aparılan beynəlxalq tədqiqat, güclü qarşılıqlı təsir göstərən super mayelər daxilindəki burulğanların dinamikasını araşdıraraq və onların davranışlarını idarə edən fundamental mexanizmləri aşkar edərək bu səyahətə başladı.

Ultra soyuq atom qazlarından istifadə edərək, elm adamları bu ekzotik aləmə unikal bir pəncərə açaraq, super maye helium-3-də, neytron ulduzlarının daxili hissəsində və superkeçiricilərdə olanlara bənzər şərait yaradırlar.

Tədqiqat Nature Communications jurnalında dərc olunub .

Super mayelərdə burulğan davranışını anlamaq

Florensiya Universitetinin fizika və astronomiya üzrə fəlsəfə doktoru və nəşrin ilk müəllifi Nikola Qrani deyir: “İfrat mayedə burulğanlar sabit cisimlərdir, çünki çürümə basdırılır.” “Lakin, ifrat maye axınının dağılması hələ də burulğanlara birbaşa təsir edən daxili mikroskopik qüvvələrdən yarana bilər.”

“Bu qüvvələr sonlu temperaturlu supermayelərdə supermaye və normal komponentlər arasındakı qarşılıqlı təsirdən yaranır və sözdə qarşılıqlı sürtünməyə səbəb olur. Buna görə də burulğanlar cərəyan daşınmasının səmərəliliyinin müəyyən edilməsində mühüm rol oynayır və onların dinamikası qarşılıqlı sürtünməni tənzimləyən mikroskopik mexanizmlərin həssas zondu kimi istifadə edilə bilər.”Sonlu temperaturda unitar Fermi superfluidlərində ikiölçülü burulğan hərəkəti. Müəllif: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-64992-w

Eksperimental üsullar və müşahidələr

Tədqiqatçılar mütləq sıfırın üzərində cəmi on milyardda bir dərəcəyə qədər soyudulmuş litium atomlarından ibarət güclü qarşılıqlı təsir göstərən fermionik supermaye qazındakı burulğanları araşdırıblar . Supermaye maye helium və ya bərk hal superkeçiriciləri kimi ənənəvi sistemlərdə təcrübələr adətən mürəkkəb və idarə olunması çətin olan konfiqurasiyalarda düzülmüş çoxlu sayda qarşılıqlı təsir göstərən burulğanları əhatə edir. Ultrasoyuq atom qazları isə, əksinə, burulğan davranışı üzərində misli görünməmiş nəzarəti təmin edərək, olduqca təmiz və yüksək dərəcədə proqramlaşdırıla bilən platforma təmin edir.

LENS-də CNR-INO-nun tədqiqatçısı Dieqo Hernandez-Rajkov izah edir: “Bu tədqiqat üçün optik potensialı hərəkət etdirməklə kvantlanmış burulğanları dəqiq şəkildə həyəcanlandırmaq üçün lazer işığından istifadə etdik və bu da bizə ixtiyari burulğan konfiqurasiyaları yaratmağa imkan verdi.” “Bu idarəetmə səviyyəsi bizə tək bir burulğanın dinamikasını öyrənməyə imkan verir.”

Bu yanaşmadan istifadə edərək, tədqiqatçılar disk formalı super mayenin mərkəzində sancılmış başqa bir burulğanın ətrafında fırlanan burulğanın spiralvari hərəkətini müşahidə etdilər.

Hernández-Rajkov əlavə edir: “Burulğan trayektoriyalarını təhlil etməklə, burulğanın hərəkətini tənzimləyən mikroskopik prosesləri yenidən qurduq və onun daxili quruluşuna birbaşa daxil olduq. Təhlil göstərdi ki, tədqiq olunan rejimdə burulğan dinamikasına sözdə Caroli-de Gennes Matricon vəziyyətlərini tutan burulğan nüvəsində ilişib qalmış kvazipartiküllər təsir göstərir və bu da onların bu rejimdə mövcudluğunun ilk dolayı eksperimental sübutunu təmin edir.”

Bu tədqiqat, super mayelərdə və superkeçiricilərdə burulğan dinamikasını anlamaq üçün yeni perspektivlər açır.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Gələcək istiqamətlər və texnoloji təsir

LENS üzvü, CNR-INO Tədqiqat Direktoru və tədqiqat qrupunun rəhbəri Giacomo Roati-nin sözlərinə görə, “Ultrakold atom qazları super mayelərin ekzotik davranışlarını araşdırmaq üçün unikal bir platforma təmin edir. Bu qazları laboratoriyada dəqiq idarə etməklə, onların fundamental xüsusiyyətlərini digər sistemlərdə çətin və ya qeyri-mümkün olan yollarla yenidən yarada və öyrənə bilərik. Bu burulğanların necə hərəkət etdiyini anlamaq enerjinin yayılmasını idarə etmək və yüksək səmərəli yeni kvant cihazlarının dizaynı üçün vacibdir.”

“Platformamız həmçinin bir çox qarşılıqlı təsir göstərən burulğanlara malik sistemləri öyrənmək üçün genişləndirilə bilər və bu da fundamental tədqiqatlardan qabaqcıl texnologiyaya qədər fizikada təsirləri olan supermaye turbulentliyinin nəzarətli tədqiqatlarına yol açır.”

Daha çox məlumat: N. Grani və digərləri, Güclü qarşılıqlı təsir göstərən Fermi super mayesində qarşılıqlı sürtünmə və burulğan Hall bucağı, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-64992-w

Jurnal məlumatları: Nature Communications 

CNR-INO tərəfindən təmin edilir