在自然界中,漩涡随处可见:旋转的水可以产生漩涡,当大气被搅动时,会形成巨大的龙卷风。量子世界也是如此,只是同时形成了许多相同的旋涡,这些旋涡是量子化的。在许多量子气体中,这种量子化涡旋已经被证明确实存在。奥地利科学家们表示:“这很有趣,因为这样的旋涡清楚地表明了量子气体的无摩擦流动行为,即超流体。”
奥地利科学家正在研究由强磁性元素制成的量子气体。对于这种原子高度相互连接的偶极量子气体,迄今为止还无法证明量子涡旋。但是奥地利科学家们开发了一种新的方法:“我们利用镝的量子气体的方向性来搅拌气体,镝的原子就像许多小磁铁一样。”科学家们解释说。
为了做到这一点,奥地利科学家们将磁场施加到他们的量子气体上,使得这种最初呈圆形的煎饼状气体由于磁致伸缩而发生椭圆变形。这个想法虽然简单但很有用,源于几年前由其他奥地利科学家提出的一项理论建议,现在她是该论文的第二作者。
“通过旋转磁场,我们可以旋转量子气体。如果它旋转得足够快,那么量子气体中就会形成小漩涡。这就是气体试图平衡角动量的方式。在足够高的旋转速度下,沿着磁场形成独特的涡旋条纹,这是偶极量子气体的一个特殊而又有趣的特征。”科学家们解释说。
这一新方法将用于研究量子物质同时为固体和液体的超固态超流体。“在新发现的超固体态中,超流体性质的程度确实仍然是一个主要的悬而未决的问题,而这个问题在今天仍然很少被研究。”科学家们解释说。

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