السائل الذي لا لزوجة له ويسيل إلى الأبد، هو السائل الفائق. يكتسب الهيليوم-3 هذه الخاصية فقط عند أجزاء من الألف من الدرجة فوق الصفر المطلق. نظرية هذه الحالة وضعها ليف لانداو وريتشارد فاينمان. النظام الكمومي هنا محمي بفجوة طاقية - درع غير مرئي يمكن تشبيهه بوتر مشدود: ما دام التأثير ضعيفًا، يظل الصوت نقيًا. في التجربة الجديدة، حُبس الهيليوم في قنوات بسماكة مئات النانومترات، وجُعل يهتز كوتر صغير. عند السعة الصغيرة، صمدت السيولة الفائقة، لكن ما إن زيدت «النقرة» حتى بدأ التردد بالانخفاض. اختل الوتر: اخترق التدفق الدرع، وأخمد الفجوة، وازدادت الإنتروبيا في النظام - أي مقياس الفوضى.
بقياس انخفاض التردد، حسب العلماء السرعة الحرجة التي تختفي عندها الحماية. تطابقت النتائج مع النظرية. يفتح هذا النهج الطريق لصنع مستشعرات فائقة الحساسية وأجهزة كمومية تعتمد على السوائل الفائقة.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2603.27131
Superfluidity in $$^3$$He exhibits many unique properties that are of interest to modern condensed matter research, including multiple superfluid phase transitions, topological defects, and exotic classes of excitations like Majorana and Weyl fermions. Many of the most interesting theoretical proposals, which remain underexplored, are realized in highly confined geometries, where surface effects play a dominant role in the thermodynamic and hydrodynamic properties. We have developed nanofluidic resonators capable of exciting a fourth-sound acoustic mode in thin channels with a highly confined dimension ($$750-1800$$ nm) that is only $$1-2$$ orders of magnitude larger than the superfluid coherence length. When a sufficiently large drive force is applied, we observe a non-linear softening of the resonance that we interpret as due to the flow suppression of the superfluid gap. We have developed a model of the device that allows the resonance amplitude to be calibrated into a superfluid velocity, which exhibits critical behavior at particular velocities. We identify one of the observed critical velocities as being the velocity at which the gap component parallel to the flow is suppressed to zero. We compare the calibrated velocity to the prediction of a Ginzburg-Landau model, and find reasonable agreement. This measurement represents an ongoing effort to link the hydrodynamic measurements of these nanofluidic devices to theoretical predictions regarding surface gap suppression and surface-bound states.
في كل الهيليوم العادي، الهيليوم-3 هو أندر شائبة: جسيم واحد فقط لكل مليون. «تنشط» السيولة الفائقة لديه عند 0.0025 درجة فوق الصفر المطلق.