توسط دانشگاه لنکستر21 سپتامبر 2020 محققان دلیل عدم وجود محدودیت سرعت را یافتند: ذرات عجیب و غریب که به تمام سطوح موجود در این مایع می چسبند.
فیزیکدانان دانشگاه لنکستر ثابت کردند که چرا در ادامه تحقیقات قبلی ، اجسامی که از طریق مایع فوق العاده هلیوم -3 حرکت می کنند ازمحدودیت سرعت برخوردار نیستند.
هلیم -3 ایزوتوپ نادر هلیوم است که در آن یک نوترون وجود ندارد. در دمای بسیار پایین بسیار سیال می شود و ویژگی های غیرمعمول مانند عدم اصطکاک برای اجسام متحرک را امکان پذیر می کند.
تصور می شد که سرعت حرکت اجسام از طریق مایع فوق العاده هلیوم -3 به سرعت حساس Landau محدود می شود و بیش از این حد مجاز باعث تخریب مایع فوق مایع می شود. آزمایشات قبلی در لنکستر نشان داده است که این یک قانون سختگیرانه نیست و اجسام می توانند با سرعت بسیار بیشتری حرکت کنند بدون اینکه حالت ابری شایع شکننده را از بین ببرند.
اکنون دانشمندان دانشگاه لنکستر دلیل عدم وجود محدودیت سرعت را یافته اند: ذرات عجیب و غریب که به تمام سطوح موجود در این مایع می چسبند.
این کشف ممکن است برنامه های کاربردی در فناوری کوانتوم ، حتی محاسبات کوانتومی را هدایت کند ، جایی که چندین گروه تحقیقاتی از قبل قصد استفاده از این ذرات غیرمعمول را دارند.
محققان برای لرزش ذرات متصل شده به بینا ، هلیوم -3 را از صفر مطلق 0.0001KK یا -157.273 درجه سانتیگراد در یک ده هزارم درجه سرد کردند. آنها سپس یک سیم را با سرعت زیاد از طریق مایع فوق روان حرکت داده و میزان نیروی مورد نیاز برای حرکت سیم را اندازه گیری کردند. جدای از یک نیروی بسیار کوچک مربوط به حرکت ذرات متصل شده به اطراف هنگامی که سیم شروع به حرکت می کند ، نیروی اندازه گیری شده صفر بود.
نویسنده اصلی مقاله دکتر Samuli Autti گفت “Superfluid helium-3 برای میله ای که از درون آن عبور می کند مانند خلا ءاحساس می شود ، اگرچه این یک مایع نسبتاً متراکم است. هیچ مقاومتی وجود ندارد و به نظر من این موضوع بسیار جذاب است.”
دانشجوی دوره دکترا Ash Jennings افزود: “با تغییر جهت حرکت میله ، ما توانستیم نتیجه بگیریم که میله توسط ذرات پوشاننده آن از روی مایع پنهان می شود ، حتی اگر سرعت آن بسیار زیاد باشد.” . دکتر دیمیتری زمیف ، ناظر پروژه گفت ” ابتدا برای دستیابی به این هدف باید حرکت کرده و یک نیروی کوچک بر روی میله وارد می شود ، اما با انجام این کار ، نیرو کاملاً ناپدید می شود.
محققان لنکستر شامل سامولی آوتی ، شان اهلستروم ، ریچارد هیلی ، اش جنینگز ، جورج پیکت ، مالکوم پول ، روخ شانن ، ویکتور تسپلین ، یاکوب وونکا ، تام ویلکوکس ، اندرو وودز و دیمیتری زمیف بودند. نتایج در نشریه ارتباطات طبیعت منتشر شده است.
https://phys.org
