Пузырьки в сверхтекучей жидкости ✎ экспресс

Оригинал: "Bubble dynamics and vortex formation in holographic first-order superfluid phase transitions"
· Zhen-han Jin, Yu-ping An, Li Li
arXiv:2604.17216 · 2026-04-19 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Как крошечные пузырьки рождают вихри и исчезают.

В кастрюле с кипящей водой пузырьки пара всплывают и лопаются. В квантовом мире сверхтекучей жидкости пузырьки ведут себя иначе: они могут сталкиваться и рождать вихри — крошечные закрученные потоки, похожие на водовороты в реке.

Учёные смоделировали такую жидкость с помощью голографического подхода. Этот метод связывает квантовую систему с её описанием в пространстве большей размерности, как тень на стене отражает трёхмерный объект. Они обнаружили, что вблизи порога рождения пузырька время его пребывания в критическом состоянии растёт логарифмически: чем ближе к порогу, тем дольше пузырёк «раздумывает». Скорость стенки пузырька увеличивается с плотностью заряда, но из-за сильного трения (диссипации) остаётся небольшой — как если бы пузырёк толкали сквозь густой мёд.

При столкновении трёх пузырьков возникает пара вихрь-антивихрь, которая через некоторое время аннигилирует. Время жизни этой пары растёт логарифмически с приближением к критическому радиусу столкновения.

Это открытие показывает, что неравновесные процессы играют ключевую роль в сильновзаимодействующих сверхтекучих жидкостях. Понимание рождения вихрей помогает в физике конденсатов и ранней Вселенной, где подобные дефекты могли возникать при фазовых переходах.

Вихрь в сверхтекучей жидкости не может исчезнуть просто так: он закручен на квантованную величину, как если бы водоворот в реке имел строго определённую глубину.

Учёные
Ludwig BoltzmannRudolf ClausiusSatyendra Nath BoseAlbert EinsteinDaniel BernoulliLeonhard Euler
Понятия
столкновение пузырей зародышеобразование пузырьков препятствие турбулентная коагуляция сверхтекучий вихрь нуклеация фазовый переход первого рода динамика пыли турбулентный пограничный слой начальные условия вихревая решётка бифуркация Хопфа спонтанное нарушение симметрии гидродинамическое моделирование квантовый хаос турбулентность динамика протопланетных дисков формула молекулярное взаимодействие скорость