Британские ученые разработали криогенную систему, которая хранит несколько литров сверхтекучего гелия при температуре ниже -271 °C. В холодном жидком гелии содержатся крошечные объекты — квантовые вихри. Оказалось, что в замкнутом пространстве они двигаются с огромной силой и искривляют вокруг себя пространство так же, как и черные дыры. Эти результаты могут приблизить ученых к пониманию того, как ведут себя квантовые поля в искривленном пространстве-времени вокруг черных дыр. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Квантовый вихрь — это эффект, который проявляется в сверхтекучей жидкости и сверхпроводниках. В качестве основы для вихря может выступать и гелий — его атомы двигаются вокруг сердцевины вихря со скоростью до десятков метров в секунду. Центр вихря считается пустым, и гелия там нет. Размер частиц крайне мал — диаметр сердцевины вихря сопоставим с размерами атома, поэтому изучение квантовых вихрей затруднено.
Британские ученые решили воссоздать квантовый вихрь в лабораторных условиях. Для этого они разработали криогенную систему, которая может хранить несколько литров сверхтекучего гелия при температуре ниже -271 °C. Такая жидкость практически не обладает вязкостью, поэтому ученые могут точно исследовать взаимодействие атомов гелия и сердцевин вихрей. Запустив закрученный вихрь, исследователи стали наблюдать за движением мельчайших волн на поверхности сверхтекучей жидкости. Оказалось, что квантовые вихри имитируют гравитационные условия вблизи черных дыр. Они искривляют пространство вокруг себя, так же как черные дыры меняют пространство-время и создают гравитационные волны и искажения.
По словам ученых, открытие позволяет создать возможности для моделирования квантовых полей в искривленном пространстве-времени. В будущем это может приблизить к пониманию того, как ведут себя квантовые поля в искривленном пространстве-времени вокруг черных дыр.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
