Квантовые вихри в сверхтвёрдой треугольной решётке экспресс

Оригинал: "Vortex dynamics in rotating dipolar supersolids across Josephson and self-trapping regimes"
arXiv:2606.07266 · 2026-06-05 · CC BY 4.0 · 1 мин
Физики управляют рождением и движением вихрей в материи, которая одновременно твёрдая и текучая.

Сверхтвёрдое тело — экзотическое состояние материи, сочетающее кристаллический порядок со сверхтекучестью: вещество одновременно сохраняет жёсткую периодическую структуру и течёт без трения. Его получают, охлаждая атомы почти до абсолютного нуля. В недавнем эксперименте физики сформировали такое состояние в виде треугольной решётки из микроскопических капель. Каждая капля осциллирует с собственной фазой, и когда фазы соседних капель слегка расходятся, в междоузлиях решётки возникает квантовый вихрь — как танцор, выходящий в прореху хоровода. Медленное расхождение фаз порождает вихри преимущественно в углах ячейки, но при ускорении и синхронизации ритмов вихри приходят в упорядоченное движение, сталкиваются и аннигилируют. Подобно пульсару с его строгой периодичностью импульсов, ритм фаз диктует рождение и гибель вихрей. Примечательно, что для наблюдения эффекта хватило всего трёх капель — минимального ансамбля, необходимого для такого квантового танца. Явление, предсказанное Ландау для сверхтекучих жидкостей, обретает здесь новую жизнь в сверхтвёрдой фазе. В перспективе контроль фазовых ритмов откроет путь к управлению квантовыми системами.

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.

Учёные
Ludwig BoltzmannRudolf ClausiusJacob BekensteinStephen HawkingJames Clerk MaxwellEdward Witten
Понятия
вихревая решётка сверхтекучий вихрь препятствие завихрённость динамика плавания микроорганизмов динамика жидкости в пористых средах джозефсоновский ток эффект Джозефсона турбулентная коагуляция уравнения Навье — Стокса турбулентность вращение флуктуационно-диссипационная теорема вихри в сверхтекучей жидкости перенос в электролитах