نوع جدیدی از دوربین برای تصویربرداری از گرداب های کوانتومی برای اولین بار

محققان دانشگاه لنکستر در بریتانیا دستگاهی شبیه دوربین ساخته اند که می تواند برای اولین بار از گرداب های کوچک در مایعات کوانتومی تصویربرداری کند.

گرداب ها در سیالات هم زده تشکیل می شوند، زمانی که آب به داخل سوراخ تخلیه می شود و همچنین در گردبادها و طوفان ها قابل مشاهده است.

این گرداب‌ها غیرقابل پیش‌بینی هستند، برخلاف مایعات کوانتومی که در آن گرداب‌ها به دلیل اثرات کوانتومی که فقط در دماهای بسیار سرد مانند مایع ابرسیال هلیوم-3 ایجاد می‌شوند، همیشه اندازه یکسانی دارند.

مشکل این است که گرداب‌های کوانتومی به دلیل ماهیت خود بسیار کوچک هستند و نمی‌توان آن‌ها را بدون ذرات ردیاب توسط دوربین‌های معمولی ثبت کرد.

فیزیکدانان دانشگاه لنکستر به رهبری دکتر تئو نوبل نوع جدیدی از دوربین را ساخته اند که از اختلالات ذرات مانند برای گرفتن عکس از مجموعه گرداب ها به جای نور استفاده می کند.

کار آنها در مجله Physical Review B منتشر شده است .

دوربین یک آرایه پنج در پنج پیکسل است. هر یک از 25 پیکسل یک حفره استوانه ای به اندازه میلی متر است که در وسط آن یک چنگال تنظیم کوارتز قرار دارد.

این تیم دوربین را روی گرداب هایی که توسط یک سیم ارتعاشی به شکل هلیوم فوق سرد ایجاد می شود، آزمایش کردند.

نوبل توضیح می دهد: «این آزمایش مانند تابیدن مشعل بر روی یک عروسک سایه کار می کند. سپس سایه های ایجاد شده توسط گرداب های کوانتومی در سراسر دوربین را اندازه گیری می کنیم.

حتی با تعداد پیکسل‌های کم، دوربین جدید نشان داد که بیشتر گرداب‌ها به‌جای اینکه در اطراف سیم ارتعاشی ایجاد شوند، در بالای سیم ارتعاشی شکل می‌گیرند.

دکتر ویکتور تسپلین، رئیس آزمایشگاه دمای بسیار پایین در دانشگاه لنکستر، گفت که این امر توسط نظریه‌های ریاضی یا شبیه‌سازی‌های عددی پیش‌بینی نشده است.

هدف Tsepelin در حال حاضر ساخت یک دوربین 90 پیکسلی با وضوح کافی برای تصویربرداری از جزئیات توسعه و پوسیدگی مجموعه هایی از گرداب ها است که به دقت آماده شده اند. این توانایی برای مشاهده دینامیک هلیوم-3 ابر سیال، درک حرکت آشفته سیالات کوانتومی و تلاطم را به طور کلی بهبود می بخشد.

تسپلین گفت: دیدن اینکه نمونه اولیه ما کار می کند هیجان انگیز است. دوربین با وضوح بالا همچنین می‌تواند برای تصویربرداری از سایر نقص‌های توپولوژیکی موجود در هلیوم-3 ابر سیال استفاده شود که به ما امکان می‌دهد نگاهی اجمالی به یک آنالوگ از جهان اولیه داشته باشیم.

– این بیانیه مطبوعاتی در ابتدا در وب سایت دانشگاه لنکستر منتشر شد