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剑桥大学:巨型量子漩涡状态稳定,新机制或推量子流体动力学和黑洞研究

CHEN

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用勺子搅拌杯中的水时,水会形成漩涡,这是一种流体循环时出现的普遍现象。但与水不同的是,受量子力学奇怪规则支配的流体有一个特殊的限制,即量子流体中的涡流只能扭曲整数个单位。

据预测,这些旋转结构将广泛应用于从量子系统到黑洞的一切研究。但是,虽然在许多系统中已经看到了可能是最小规模的量子涡旋,但更大的涡旋状态并不稳定。当科学家试图使更大的涡旋聚集在一起时,其有用性都被破坏了。

现在,剑桥大学的研究人员发现了一种理论机制,通过这种机制,巨大的量子涡旋不仅稳定,而且在几乎均匀的流体中自行形成。发表在《光学》(Optica)杂志上的这一发现可能为实验铺平道路,该实验可能提供对旋转黑洞本质的洞悉,这些黑洞与巨大的量子涡旋有相似之处。

为了做到这一点,研究人员使用了偏振子,这是一种半导体材料中的激子与在微腔中振荡的光子之间的强耦合产生新的半光、半物质的准粒子。

研究人员表示,他们对巨型量子涡旋的研究才刚刚开始。他们能够模拟几个量子涡旋的碰撞,当它们以不断增加的速度彼此围绕,直到它们碰撞形成一个类似于黑洞碰撞的巨型涡旋。

研究人员希望这种相似性可以为量子流体动力学理论带来新的见解,但他们也表示,偏振子可能是研究黑洞行为的有用工具。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:

https://www.osapublishing.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-8-3-301&id=448649


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