Un fluide superfluide s'écoule sans frottement, comme l'eau dans un tuyau parfaitement lisse, mais dès qu'il rencontre un obstacle, le tableau change. Dans cette nouvelle étude, on a examiné comment un flux superfluide contourne des parois rectangulaires et des puits aux angles vifs. Il s'avère qu'aux angles eux-mêmes, la vitesse d'écoulement grimpe brusquement — comme l'air au-dessus de l'aile d'un avion, mais en plus fort. C'est cette accélération, et non la vitesse globale du flux, qui décide du moment où des tourbillons — de minuscules tourbillons quantifiés — naissent dans le fluide.

En utilisant une méthode mathématique remontant aux travaux de Hermann Schwarz, les auteurs ont trouvé des formules exactes pour la vitesse critique — celle à laquelle les tourbillons commencent à apparaître. Les formules ne dépendent que de la largeur de l'obstacle et de sa hauteur ou profondeur. Des calculs numériques ont confirmé la théorie avec une grande précision. Cela signifie que l'on peut prédire à l'avance à quelle vitesse le flux superfluide perdra sa stabilité, simplement en mesurant les dimensions de l'obstacle.

Les résultats s'appliquent directement aux expériences avec les condensats de Bose-Einstein — des nuages d'atomes refroidis presque au zéro absolu, où la superfluidité est observée en laboratoire. Là-bas, les obstacles à bords vifs sont créés par des faisceaux laser, et l'on peut désormais calculer plus précisément quand les tourbillons apparaîtront. C'est un pas vers le contrôle des tourbillons quantiques — et ceux-ci pourraient devenir des éléments de futurs dispositifs quantiques.