Вихри в квантовом застывшем тумане экспресс
Сверхтвёрдое тело — материя, которая одновременно кристаллическая и текучая. Её создают из атомов, охлаждённых почти до абсолютного нуля. В новой работе физики получили такое вещество в виде треугольной решётки из капель. Каждая капля колеблется в своём ритме. Когда ритмы соседних капель чуть расходятся, в пустотах между ними рождается квантовый вихрь — словно танцор выходит в прореху хоровода. Медленные расхождения порождают вихри в углах, а когда ритмы ускоряются и синхронизируются, вихри приходят в упорядоченное движение, сталкиваясь и исчезая. Подобно пульсару с его строгими импульсами, ритм фаз диктует появление вихрей. Поразительно: для этого достаточно всего трёх капель — минимальный ансамбль для квантового танца. Эффект, предсказанный Ландау для сверхтекучих жидкостей, здесь обретает новую жизнь. В перспективе такой контроль ритма откроет путь к управлению квантовыми системами.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2606.07266
We investigate vortex nucleation and transport in a rotating dipolar supersolid arranged in a triangular droplet lattice, exploiting its description as an array of weakly linked condensates. By considering both Josephson and macroscopic self-trapping dynamics, we show that local phase differences between droplets provide a compact and highly predictive framework to explore a wide range of vortex behaviors. In particular, Josephson oscillations can be devised to induce vortex nucleation and motion near the vertices of the low-density hexagonal lattice (between droplets), while self-trapping dynamics induce running phases that enable directed vortex transport, which may be accompanied by vortex-antivortex pair creation and annihilation over finite time scales. Comparison with simulations based on the extended Gross-Pitaevskii equation demonstrates that a three-droplet description is essential to capture vortex motion near hexagon vertices. Together, Josephson and self-trapping dynamics provide a tunable protocol to trigger and track vortex nucleation, transport, and vortex-antivortex pair annihilation, revealing the microscopic topological mechanisms underlying phase slips in rotating dipolar supersolids.
Лишь в 2017 году сверхтвёрдое состояние удалось получить в лаборатории из атомов диспрозия — до этого оно считалось лишь теоретическим курьёзом.
Рождение вихрей из пустоты напоминает складчатые навигации из «Дюны», но здесь это лабораторная реальность.