Физики объяснили еще одну причуду квантового мира: почему в квантовой жидкости качание маятника ускоряется, в то время когда по всем законам физики маятник должен замедляться.
По мнению исследователей, в этом виноват рикошет «квазичастиц», о чем будет изложено в докладе ученых, в следующем номере журнала Physical Review Letters.
Эффект противоположный тому, который мы наблюдаем в обычном мире. Погрузите маятник, или маятниковые часы например в воду и вы увидите что его движение замедлится, за счет сопротивления частиц жидкости.
Для проведения эксперимента, физики Тимо Виртанен и Эркки Танеберг из университета Оулу, изучали атомы Гелия-3, который при очень низких температурах принимает форму вещества, известного как «жидкость Ферми». В такой жидкости, атомы, вместо того что бы остановить взаимодействие друг с другом, как это обычно бывает при сверхнизких температурах, начинают вести себя очень странным образом.
Исследователи изучали жидкость Ферми на протяжении десятилетий, что бы лучше понять явления происходящие в ней, при сверхнизких температурах, например таких как сверхпроводимость.
“Это очень глубокая теория – одна из самых основных, для более глубокого понимания мира», говорит Танеберг.
Он был заинтригован, когда в начале 2000-х годов, исследователи из Хельсинки опубликовали результаты экспериментов, маятник, находившийся в жидкости Ферми ускорялся в ходе эксперимента. Танеберг решил узнать, почему происходит такой эффект. Со своим учеником Виртаненом, он сделал свои математические выкладки того, как маятник взаимодействует с жидкостью Ферми.
В жидкости Ферми охлажденные частицы, не сильно взаимодействуют друг с другом, как они это делают при более высоких температурах. Вместо этого появляются квазичастицы, которые в сочетании с самой частицей, оказывают влияние на окружающую среду вокруг себя. Как и у оригинальной частицы – квазичастицы так же несут заряд спина и импульс.
Исследователи посчитали, что квазичастицы рикошетят в жидкости как пули, увеличивая при этом силу раскачивания маятника. Квазичастицы не так взаимодействуют друг с другом, как обычные частицы, сила их взаимодействия достаточно велика, что бы преодолеть силу сопротивления маятника.
“Вот почему поведение маятника в жидкости Ферми отличается», говорит Танеберг.
Джордж Пикетт, физик из Ланкастерского университета в Англии говорит, что новое исследование представляет собой интересную и прямую демонстрацию важности изучения жидкости Ферми.
Источник:http://art-science.com.ua/?p=1996