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    Sollecitazioni e flussi in superfluidi ultrafreddi

    Credito:CC0 Dominio Pubblico

    Superfluidi, che si formano solo a temperature prossime allo zero assoluto, hanno proprietà meccaniche uniche e per certi versi bizzarre. Yvan Buggy dell'Istituto di fotonica e scienze quantistiche dell'Università Heriot-Watt di Edimburgo, Scozia, e i suoi collaboratori hanno sviluppato un nuovo modello quantomeccanico di alcune di queste proprietà, che illustra come questi fluidi si deformeranno mentre scorrono attorno alle impurità. Questo lavoro è pubblicato sulla rivista EPJ D .

    Immagina di iniziare a mescolare una tazza di tè, tornaci cinque minuti dopo e scopri che il tè sta ancora circolando. In se stesso, questo è chiaramente impossibile, ma se potessi mescolare una tazza di un liquido ultra freddo questo è esattamente quello che accadrebbe. Al di sotto di circa -270°C, cioè pochi gradi sopra la temperatura più fredda possibile, zero assoluto:il liquido diventa un superfluido:una strana sostanza che non ha viscosità e che quindi scorrerà senza perdere energia cinetica, strisciare lungo le superfici e lungo le pareti dei vasi, e continuare a girare indefinitamente attorno ai vertici.

    I superfluidi acquisiscono queste proprietà perché così tanti dei loro atomi cadono nello stato energetico più basso che le proprietà quantomeccaniche dominano su quelle classiche. Forniscono quindi un'opportunità unica per studiare i fenomeni quantistici a livello macroscopico, se in condizioni estreme. In questo studio, Buggy e i suoi colleghi usano le equazioni essenziali della meccanica quantistica per calcolare le sollecitazioni e i flussi in un superfluido ultrafreddo al variare dell'energia potenziale. Mostrano che il flusso del fluido sarà costante e omogeneo in assenza di impurità. Se è presente un'impurità, però, il fluido si deformerà in prossimità di tale impurità.


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