Обнаружен штормовой слой в сверхтекучем гелии

Дальнейшие исследования жидкого гелия показали, что он обладает характеристиками, которые полностью отличаются от нормального жидкого состояния. Никакая открытая поверхность не могла бы содержать сверхтекучую жидкость, поскольку она поднималась бы и разливалась. Из-за недостаточной вязкости гелия и трудности его закручивания в виде крошечных торнадо жидкое состояние гелия было классифицировано как "сверхтекучесть".

Ученые полагали, что, поскольку сверхтекучей жидкости не хватает вязкости, если кто-то взболтает ее в чашке, то в отличие от утреннего чая, который перестает вращаться сам по себе, сверхтекучий гелий будет продолжать это делать бесконечно. К большому удивлению физиков, теория недавно оказалась неверной.

Джордж Стэгг, математик из Университета Ньюкасла, опубликовал статью в журнале Physical Review Letters. Это указывало на то, что теория "вечного потока" сверхтекучих жидкостей всегда была неверной. Когда Стэгг и его команда изучили поведение сверхтекучих жидкостей, они обнаружили, что сверхтекучая жидкость перестает вращаться из-за шероховатости окружающей поверхности, даже если она находится в диапазоне нанометров, сообщил журнал Cosmos.

Дальнейший анализ показал, что причиной аномалии было наличие штормового слоя из небольших переплетенных торнадо сверхтекучей жидкости. Что происходит, так это то, что когда сверхтекучая жидкость вступает в контакт с микроскопическими пиками и впадинами, присутствующими на поверхности окружающего материала, они смещаются и принимают форму мельчайших торнадо. Этот промежуточный слой сверхтекучего шторма замедляет движение сверхтекучей жидкости.

Стэгг и его коллеги объяснили, что явление не могло быть изучено раньше, потому что все связанные эксперименты проводились с материалами с чрезвычайно гладкими поверхностями. Аномалия была обнаружена, когда исследователи из Университета Ланкастера пытались изучить поток сверхтекучего гелия через металлический стержень.

Новые открытия помогут в разработке улучшенных систем охлаждения сверхтекучей среды, очень похожих на ту, которая была создана для глубокой заморозки 27-километрового кольца Большого адронного коллайдера.