Международной группе учёных удалось решить известную проблему квантовой гидродинамики: они создали устойчивый стабильный вихрь во взаимодействующих поляритонных конденсатах.
Известно, что в гидродинамике «вихрь» означает пространство, где жидкость вращается вокруг точки (в 2D) или линии (в 3D). Примером такого явления является сток раковины (когда туда стекает вода), турбулентность в самолёте. Вихрями богат и квантовый мир: например, поток квантовой жидкости может создавать зону, в которой вращающиеся частицы движутся вокруг определённой точки. Характерный признак квантового вихря – наличие фазовой дислокации в ядре вихря.
Учёные на протяжении длительного времени размышляли, возможно ли использовать поляритоны для создания еще одного экзотического квантового объекта – стабильного гигантского вихря, заставляющего окружающие его квазичастицы вращаться вокруг некоторой точки. В предыдущих попытках это не удавалось сделать: квантовая воронка быстро распадалась на части.
Сообщается, что в процессе новой работы профессионалами было обнаружено, что у поляритонных конденсатов, скоплений из большого числа этих квазичастиц, внутри которых крупные квантовые воронки остаются стабильными на протяжении достаточно долгого времени, распада не происходит. Эта особенность и была использована для выполнения практической задачи.
Установлено, что для производства подобных вихрей достаточно создать несколько скоплений поляритонов и уложить их в структуру, напоминающую по своей форме многоугольник с нечетным числом граней. Их взаимодействия друг с другом приведут к тому, что в точке их соприкосновения возникает гигантский квантовый вихрь, управляющий движением большого числа отдельных квазичастиц.
Учёные выразили уверенность в том, что создание подобных квантовых воронок позволит физикам более тщательно изучить свойства подобных объектов, а также использовать их для производства лазеров с уникальными характеристиками и других оптоэлектронных приборов.
Следует отметить, что исследование провели учёные из Сколтеха и их британские коллеги из Саутгемптонского, Кембриджского и Кардиффского университетов.
Подробнее об этом можно прочитать в журнале Nature Communications.
По сообщению ТАСС.
