„Ѕвездена ноќ“ на Ван Гог ги возбудува љубителите на уметност повеќе од сто години, а сега нејзиното необично небо можеби им се обраќа на физичарите како одгласи на квантни турбулентни шеми.

Физичари од јапонскиот универзитет во Осака и Корејскиот институт за наука и технологија за првпат успешно ја набљудуваа квантната Келвин-Хелмхолцова нестабилност (КХН) – феномен што беше предвиден пред неколку децении, но не е виден во квантните флуиди, пишува „Фис.орг“.

Оваа нестабилност произведува шеми на егзотични вртлози познати како ексцентрични фракциони скрмиони, чии срповидни структури личат на Месечината во ремек-делото на Ван Гог.

КХН е класичен феномен во динамиката на флуидите, кога брановите и вртлозите се формираат на интерфејсот помеѓу две флуиди што се движат со различни брзини, како што е прикажано од океанските бранови предизвикани од ветерот, облаците или небото на Ван Гог.

Истражувањето започна со едноставно прашање: Може ли Келвин-Хелмхолцовата нестабилност да се појави во квантни флуиди?

Со ладење на литиумски гасови близу апсолутната нула, истражувачите создадоа повеќекомпонентен Бозе-Ајнштајнов кондензат – квантен суперфлуид – со две струи што течат со различни брзини. На нивниот спој, се појавува брановиден модел со облик на прсти, како слика на класична турбуленција, но потоа се создаваат вртлози, контролирани од чудните правила на квантната механика и топологијата. Овие вртлози се покажаа како ексцентрични фракциони скормиони (ЕФС) – новооткриен вид тополошки дефект.

„Скормионите обично се симетрични и центрирани. Сепак, ЕФС се во облик на полумесечина и содржат вградени сингуларности – точки каде што обичната спинска структура се распаѓа, создавајќи остри дисторзии. Големата полумесечина во горниот десен агол на ‘Ѕвездена ноќ’ изгледа точно како ЕФС“, велат истражувачите.

Скормионите, првпат откриени во магнетни материјали, привлекуваат зголемен интерес за употреба во спинтрониката и мемориските уреди поради нивната стабилност, мала големина и необична динамика.

Откривањето на нов вид на скирмион во суперфлуидот може да има последици за применетите технологии и разбирањето на квантните системи.

Истражувачите имаат намера да ги редефинираат своите мерења во иднина. Користејќи попрецизни експерименти, тие би можеле да ги тестираат предвидувањата од 19 век за брановата должина и фреквенцијата на брановите предизвикани од КХН на спојот.

Постои и поширок теоретски потенцијал. ЕФС ги предизвикува традиционалните тополошки класификации. Вградените сингуларитети покренуваат нови прашања и потребно е да се испита дали слични структури се јавуваат во други повеќекомпонентни системи или системи со повисоки димензии.