Първото по рода си „квантово торнадо“ е създало най-точния модел на черна дупка досега

Екип от британски изследователи публикува статия в списание Nature, в която съобщава, че са постигнали значителен успех, като са създали масивно „квантово торнадо“, чрез което са успели да пресъздадат най-точния модел на черна дупка досега.

Това постижение им е позволило да получат по-задълбочени познания за поведението и взаимодействията на аналогичните черни дупки с околната среда.

Прякото наблюдение на тези обекти в природата е изключително трудно, тъй като черните дупки блокират електромагнитното излъчване. Лабораторното моделиране е един от начините за изучаване на техните свойства и сравняване с теоретичните идеи.

Учените са разработили уникалната експериментална платформа, наречена „квантово торнадо“ в партньорство с Кралския колеж в Лондон и Университета в Нюкасъл.

Учените са охладили свръхфлуиден хелий-4 до най-ниската възможна температура и са създали в него огромен вихър (торнадо). Проектът демонстрира, че тези „квантови торнада“ отразяват гравитационните обстоятелства около въртящите се черни дупки, като наблюдават динамиката на минималните вълни на повърхността на свръхфлуида.

„Използването на свръхфлуиден хелий ни позволи да изследваме миниатюрните повърхностни вълни с по-голяма детайлност и точност, отколкото при предишните ни експерименти във вода. Тъй като вискозитетът на свръхфлуидния хелий е изключително нисък, успяхме щателно да изследваме взаимодействието им със свръхфлуидното квантово торнадо и да сравним резултатите със собствените си теоретични прогнози.“

казва в изявление д-р Патрик Сванкара от Училището по математически науки към Университета в Нотингам

Групата е изградила специална криогенна система, която може да съхранява огромно количество свръхтечен хелий при температури под -271°C. Течният хелий придобива особени квантови свойства при тази температура.

Тази система показва как свръхфлуидния хелий функционира като стабилизиращо влияние за други квантови флуиди, като например свръхстудени атомни газове или квантови флуиди на светлината, чиито характеристики обикновено предотвратяват създаването на големи вихри.

„Свръхтечният хелий съдържа малки обекти, наречени квантови вихри, които се стремят да се раздалечават един от друг. В нашата постановка успяхме да ограничим десетки хиляди от тези кванти в компактен обект, наподобяващ малко торнадо, постигайки вихров поток с рекордна сила в областта на квантовите флуиди.“

заяви още Сванкара

Във физиката квантовият вихър означава квантов модел на потока на физическо свойство, който обикновено се наблюдава като топологични дефекти в свръхфлуиди и свръхпроводници.

Екипът откри сходство между движението на вихрите и гравитационното привличане на околното пространство-време от черни дупки. Изследователите твърдят, че постижението е на път да открие нова област в науката за черните дупки.