Comprendere le cause e gli effetti dell'attrito potrebbe aprire la strada a esplorazioni sulla composizione delle stelle di neutroni e del nostro universo. Qui sulla Terra, i risultati dei ricercatori di Aalto saranno preziosi per ridurre la produzione di calore e difetti indesiderati nei componenti dei computer quantistici.

"Per adesso, dobbiamo studiare più a fondo il fenomeno stesso, prima di poter avere una visione sufficientemente esaustiva da poter essere applicata alla ricerca sperimentale e allo sviluppo di tecnologie, " nota Jere Mäkinen, ricercatore di dottorato presso l'Università di Aalto.

I ricercatori hanno ruotato un contenitore pieno di isotopi di elio-3 superfluido vicino alla temperatura dello zero assoluto. Il fluido rotante imita il moto dei corpi solidi, creando minuscoli, uragani identici chiamati vortici.

Quando i vortici sono in moto laminare stabile e ordinato a temperatura zero, al contrario di una turbolenza infinitamente caotica, non ci dovrebbero essere attriti né mezzi per un vortice di trasferire alcuna energia cinetica all'ambiente circostante.

Eppure questo è esattamente ciò che Mäkinen e il suo supervisore, Dott. Vladimir Eltsov, ora hanno scoperto di accadere.

"Ciò che sospettiamo potrebbe essere una fonte di attrito sono quasi-particelle intrappolate nei nuclei dei vortici. Quando i vortici accelerano, le particelle guadagnano energia cinetica che si dissipa alle particelle circostanti e crea attrito, " spiega Mäkinen.

"Nei sistemi turbolenti, l'energia cinetica si dissipa sempre dal moto dei vortici, ma fino ad ora tutti avevano pensato che quando i vortici sono in moto laminare la dissipazione di energia è nulla a temperatura zero. Ma si scopre, non è, " continua Vladimir Eltsov.

Mäkinen paragona la dissipazione del calore allo scuotimento di una scatola piena di palline da ping pong:acquisiscono energia cinetica dalla scatola in movimento e le altre palline rimbalzano.

Impedendo ai vortici di dissipare calore e quindi attrito, voluto, Per esempio, migliorare le prestazioni e la capacità di conservare i dati nei componenti superconduttori utilizzati per costruire computer quantistici.

Una stella di neutroni in un laboratorio:il primo passo verso la comprensione della turbolenza
Il Santo Graal degli studi sulla turbolenza quantistica è comprendere e spiegare la turbolenza nei liquidi e nei gas di tutti i giorni. Il lavoro di Mäkinen e Eltsov è un primo passo verso la comprensione del funzionamento interno dei vortici nei superfluidi. Da li, si potrebbe passare alla comprensione della turbolenza nel nostro ambiente quotidiano, in uno stato "classico".

Le implicazioni potrebbero far girare interi settori. Si aprirebbero nuovi modi per migliorare l'aerodinamica di aerei e veicoli di ogni tipo o per controllare il flusso di petrolio o gas negli oleodotti, solo per citarne alcuni.

Anche i misteri dell'universo sono contenuti in questi esperimenti. crollato, Si ritiene che le stelle di neutroni massicciamente pesanti contengano complessi sistemi superfluidi. Glitch e anomalie come improvvisi cambiamenti nella velocità di rotazione delle stelle, potrebbe essere causato da scoppi di vortici e dissipazione di energia simile a quella ora scoperta negli esperimenti all'Università di Aalto.