Нанорезонатор и сверхтекучий гелий: прорыв в квантовых жидкостях экспресс

Оригинал: "Bistable Fourth Sound Resonance in Superfluid $$^3$$He-B due to Gap Suppression"
arXiv:2603.27131 · 2026-03-28 · CC BY 4.0 · 1 мин
Физики услышали, как сверхтекучий гелий-3 теряет голос: его квантовый порядок рушится в наноканалах.

Жидкость без трения, что течёт вечно, — это сверхтекучесть. Гелий-3 обретает её лишь при тысячных долях градуса выше абсолютного нуля. Теорию такого состояния создали Лев Ландау и Ричард Фейнман. Квантовый порядок здесь защищён энергетической щелью — невидимым панцирем, который можно сравнить с натянутой струной: пока воздействие слабое, звук чист. В новом опыте гелий заперли в каналах толщиной в сотни нанометров и, как крошечную струну, заставили колебаться. При малой амплитуде сверхтекучесть держалась, но стоило усилить «щипок» — частота поползла вниз. Струна расстроилась: поток пробил защиту, подавил щель, и в системе наросла энтропия — мера беспорядка.

В точке разрушения рождаются майорановские фермионы — частицы, которые сами себе античастицы. Эти квантовые призраки, предсказанные Стандартной моделью, — ключ к топологическим квантовым компьютерам, не боящимся помех.

Измеряя падение частоты, учёные вычислили критическую скорость, при которой защита исчезает. Результаты совпали с теорией. Такой подход открывает путь к созданию сверхчувствительных датчиков и квантовых устройств на основе сверхтекучих жидкостей.

Сверхтекучесть не только лабораторный феномен: в недрах нейтронных звёзд тоже течёт подобная материя, влияя на их вращение и магнитные поля.

Во всём обычном гелии гелий-3 — редчайшая примесь: всего одна частица на миллион. Сверхтекучесть «включается» у него при 0,0025 градуса выше абсолютного нуля.

Учёные
Satyendra Nath BoseAlbert EinsteinFred HoyleMargaret BurbidgeJohannes RydbergDaniel Bernoulli
Понятия
сверхтекучая плотность микроволновый резонатор сверхтекучая жёсткость поверхностная акустическая волна число Маха гелий-3 сверхтекучесть скорость звука подавление шума снижение шума детектора гравитационных волн