В речном потоке вода нередко закручивается в воронки. Но аналогичное поведение демонстрируют и носители заряда в полупроводниках — основе современных микрочипов. При низких температурах и в образцах исключительной чистоты электроны переходят в особое состояние, напоминающее жидкость. Если в таком материале создать круглую полость, в ней возникают устойчивые вихри — подобно тому, как вода закручивается в речном затоне.

Исследователи использовали особо чистый арсенид галлия, сформировали в нём проводящий канал и круглую полость — «затон». Когда через канал пропустили электрический ток, в полости возник устойчивый вихрь: часть тока потекла вспять, образуя замкнутое циркуляционное движение. Примечательно, что этот вихрь почти не затухал. Вязкость электронной жидкости оказалась в миллионы раз меньше, чем у обычной воды, — фактически это жидкость с исчезающе малым внутренним трением. Квантовый аналог торнадо вращался удивительно долго, демонстрируя слабое рассеяние энергии.

Такие эксперименты не только подтверждают гидродинамическую модель, описывающую коллективное движение электронов как течение жидкости, но и помогают очертить границы её применимости. Это открывает путь к новой электронике, где потоками электронов можно управлять подобно жидкости, с точным учётом рассеивания энтропии. Сами электроны подчиняются фундаментальным законам Стандартной модели, однако в их коллективном «танце» рождаются новые, эмерджентные законы — законы квантовой гидродинамики.