研究加深对量子涡旋动力学基本机制的理解

时间：2022-12-15 21:45:49 来源：

　　意大利国家研究委员会光学研究所（CNR-INO）的研究人员使用基于超冷锂原子的可编程模拟器研究了量子涡旋的动力学，为了解量子态涡旋弛豫（如湍流）的基本机制提供了一个新的窗口。相关成果发表在《自然》上。

　　涡旋（流体围绕特定轴的螺旋运动）是我们日常生活的一部分。在经典流体中，由于存在摩擦力赋予流体粘度并引起流体旋转能的耗散，涡旋运动趋于消失。在量子世界中，粒子的行为类似于波，物理定律具有离散特征，涡旋的行为也有不同，其旋转速度只能取“离散”值。在超流体和超导体中，量子涡旋的动力学在耗散过程中起着重要作用。涡旋的量子性质也会影响它们之间的相互作用。研究人员在冷却至接近绝对零度的锂原子样品中，首次观察到量子涡旋衰减为声波。为观察这种现象，研究团队开发了一种全新方法，使用创新的光学技术创建了一个量子涡旋加速器，涡流以特定数量产生，并以特定能量发生碰撞。研究人员以受控方式将涡流一个个地引入原子超流体，观察它们随时间的演变，观察到了涡旋在相互作用后的湮灭以及声波的产生。

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