Жидкость, которая течёт без трения, — это сверхтекучий гелий-4, странное состояние вещества при температурах ниже двух кельвинов. В большом объёме переход в сверхтекучесть происходит при температуре лямбда-точки, но в узких каналах всё меняется.

Учёные зажали гелий между двумя пластинами, оставив зазор всего 10–20 нанометров — тоньше, чем вирус гриппа. В такой щели гелий ведёт себя как двумерная жидкость. Переход в сверхтекучесть сдвигается вниз по температуре, и до сих пор никто не мог точно предсказать, насколько. Обычно использовали эмпирические подгонки, но теперь найден физический механизм.

Оказалось, что сдвиг температуры перехода определяется не геометрией канала как таковой, а наличием двумерных ротонов — тепловых возбуждений, которые «съедают» сверхтекучую компоненту. Включив эти ротоны в статическую теорию Костерлица–Таулеса, авторы смогли предсказать абсолютную температуру перехода для каналов разной высоты, и расчёт совпал с экспериментом. Более того, динамическое расширение теории (AHNS) объяснило пики диссипации вблизи перехода без привлечения свободных вихрей.

Так что поведение сверхтекучего гелия в наноканалах теперь можно рассчитать, а не подгонять. Это шаг к пониманию квантовых жидкостей в ограниченной геометрии, что важно для будущих наноустройств.