В сверхтекучем гелии — состоянии, где жидкость течёт без трения, — самопроизвольно возникают квантованные вихри: микроскопические воронки, напоминающие водовороты в обычной воде, но подчиняющиеся законам квантовой механики. Ещё в 1950-х годах Ричард Фейнман теоретически предсказал, что пара таких вихрей способна демонстрировать удивительную динамику — «чехарду»: один вихрь перепрыгивает через другой, и они вместе движутся по круговой орбите. Долгое время это оставалось лишь гипотезой, пока современные экспериментальные методы не позволили зафиксировать процесс напрямую.

В новом эксперименте физики воспроизвели чехарду в экзотической среде, называемой «жидким светом». Это система, где свет, заключённый в полупроводниковую микроструктуру, приобретает коллективные свойства сверхтекучей жидкости. Вихри генерировали с помощью лазерного луча, а за их движением следили при помощи сверхбыстрой камеры, способной делать снимки с фемтосекундным разрешением. Когда вихри разгоняли до критической скорости, в среде возникал резкий толчок — ударная волна. Чехарда разрушалась: вихри сталкивались и аннигилировали, а их энергия диссипировала в виде тепла. Для сверхтекучей системы, лишённой вязкого трения, это единственный известный механизм потери энергии. Зафиксировать столь быстротечное событие удалось именно благодаря сверхскоростной съёмке.

Понимание того, как затухает движение в сверхтекучих средах, не только углубляет фундаментальные знания о квантовой гидродинамике, но и открывает путь к практическим приложениям — например, к созданию сверхточных датчиков вращения на основе вихревых состояний в жидком свете.