Вихри света закрутили турбулентность экспресс
В кювете размером с монету свет ведёт себя как вода: он собирается в единую квантовую жидкость. Когда в неё добавляют энергию, в этой жидкости сами собой закручиваются воронки — квантовые вихри. Каждый вихрь похож на крошечный водоворот, который не может исчезнуть просто так.
Физики подсветили эту жидкость лазером и сделали мгновенные снимки. Оказалось, воронки появляются в случайных местах и закручиваются в случайные стороны — как рябь на пруду, в который бросили несколько камешков. Число вихрей растёт с мощностью накачки, и этот рост подчиняется тому же закону, что и замерзание воды в ледяной корке.
Когда вихрей становится много, их коллективное движение меняется. Карта скоростей жидкости показывает, что энергия перетекает от больших вихрей к маленьким по строгому степенному закону. Это классическая черта турбулентности, которую впервые увидели в квантовой жидкости из света при комнатной температуре.
Теперь у исследователей есть способ следить за рождением и движением каждого вихря по отдельности. Это поможет понять, как порядок превращается в хаос в самых разных системах — от сверхтекучего гелия до ранней Вселенной.
Квантовый вихрь в жидкости из света невозможно увидеть глазом: он меньше толщины человеческого волоса, но его скорость вращения может достигать миллиардов оборотов в секунду.