دوامات تلعب لعبة القفز في الضوء السائل سريع
يتدفق الهيليوم فائق الميوعة دون احتكاك، وتتولد فيه دوامات - عبارة عن أقنية مجهرية تشبه الدوامات في الماء. يمكن لاثنتين من هذه الدوامات أن تلعبا لعبة القفز: تقفز إحداهما فوق الأخرى، ثم تقفزان معًا في حركة دائرية. تنبأ بهذه اللعبة ريتشارد فاينمان في خمسينيات القرن الماضي. ولم نتمكن من رؤيتها مباشرة إلا الآن.
والآن، رتب الفيزيائيون لعبة القفز في «الضوء السائل» - وسط يتصرف فيه الضوء كسائل فائق الميوعة. تم توليد الدوامات بالليزر، وتُوبعت حركتها بكاميرا فائقة السرعة. عندما تم تسريع الدوامات أكثر من اللازم، حدثت صدمة حادة - موجة صدمية. تعطلت اللعبة: اصطدمت الدوامات واختفت، مطلقة حرارة. هذه هي الطريقة الوحيدة ليفقد مثل هذا السائل المثالي طاقته. وقد ساعد التصوير فائق السرعة في التقاط هذه اللحظة.
يساعد هذا الاكتشاف في فهم كيفية اضمحلال الحركة في الأوساط فائقة الميوعة، وقد يؤدي إلى صنع مستشعرات دوران فائقة الدقة.
الملخص الأصلي
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2512.07935
We report the experimental observation of vortex leapfrogging in a two-dimensional fluid of light. By imprinting two vortex-antivortex pairs and tracking their real-time evolution through phase-resolved imaging, we observe a dynamics that is accurately described by a point-vortex model with an outward background flow. By precisely controlling the initial vortex separation, we identify configurations in which leapfrogging breaks down and determine the corresponding dissipation mechanisms. The first originates from phase-slip events occurring at large injected velocities. The second arises when the injection of multi-charged vortices leads to the formation of a dispersive shock wave which acts as a continuous source of phase slippage. These mechanisms advance our understanding of vortex dynamics and dissipation in superfluids.
تنبأ فاينمان بلعبة قفز الدوامات وهو يتأمل ألغاز الاضطراب، ولم نشاهدها فعليًا إلا الآن - في ضوء الليزر.
الضوء السائل يشبه تقريبًا السيوف الضوئية في الخيال العلمي، حيث تصبح الطاقة ملموسة.