Físicos da Universidade de Lancaster estabeleceram por que objetos que se movem através do superfluido hélio-3 carecem de um limite de velocidade em uma continuação da pesquisa anterior de Lancaster.

Hélio-3 é um isótopo raro de hélio, em que um nêutron está faltando. Torna-se superfluido em temperaturas extremamente baixas, permitindo propriedades incomuns, como a falta de fricção para objetos em movimento.

Pensava-se que a velocidade dos objetos que se moviam através do superfluido hélio-3 era fundamentalmente limitada à velocidade crítica de Landau, e que exceder esse limite de velocidade destruiria o superfluido. Experimentos anteriores em Lancaster descobriram que não é uma regra estrita e os objetos podem se mover a velocidades muito maiores sem destruir o frágil estado do superfluido.

Agora, cientistas da Universidade de Lancaster descobriram a razão para a ausência do limite de velocidade:partículas exóticas que aderem a todas as superfícies do superfluido.

A descoberta pode guiar aplicações em tecnologia quântica, até mesmo a computação quântica, onde vários grupos de pesquisa já pretendem fazer uso dessas partículas incomuns.

Para sacudir as partículas ligadas à vista, os pesquisadores resfriaram o superfluido hélio-3 a um décimo milésimo de grau do zero absoluto (0,0001K ou -273,15 ° C). Eles então moveram um fio através do superfluido em alta velocidade, e mediu quanta força era necessária para mover o fio. Além de uma força extremamente pequena relacionada ao movimento das partículas ligadas quando o fio começa a se mover, a força medida foi zero.

O autor principal, Dr. Samuli Autti, disse:"O superfluido hélio-3 parece o vácuo de uma haste que se move através dele, embora seja um líquido relativamente denso. Não há resistência, Nenhum mesmo. Acho isso muito intrigante. "

Ph.D. o estudante Ash Jennings acrescentou:"Ao fazer a haste mudar sua direção de movimento, pudemos concluir que a haste ficará oculta do superfluido pelas partículas ligadas que a cobrem, mesmo quando sua velocidade é muito alta. "" As partículas ligadas inicialmente precisam se mover para conseguir isso, e isso exerce uma pequena força na haste, mas uma vez feito isso, a força simplesmente desaparece completamente ", disse o Dr. Dmitry Zmeev, quem supervisionou o projeto.

Os pesquisadores de Lancaster incluíram Samuli Autti, Sean Ahlstrom, Richard Haley, Ash Jennings, George Pickett, Malcolm Poole, Roch Schanen, Viktor Tsepelin, Jakub Vonka, Tom Wilcox, Andrew Woods e Dmitry Zmeev. Os resultados são publicados em Nature Communications .