Ở nhiệt độ gần như lạnh nhất có thể - thủy ngân (với sự trợ giúp của helium lỏng) - tạo thành một trạng thái gọi là siêu dẫn. Cho đến bây giờ
Khi được đưa đến trong một vài độ 0 tuyệt đối trên thang Kelvin (âm 273 độ C hoặc âm 460 Fahrenheit), helium-4 lỏng biến thành trạng thái siêu lỏng đáng chú ý. Nó xoáy, nó cuộn tròn, và nó thiếu cơ thể đã gây trở ngại cho các nhà khoa học trong gần một thế kỷ. Giờ đây, một nhóm được lãnh đạo bởi một nhà vật lý của Đại học Washington, sử dụng siêu máy tính mạnh nhất có sẵn cho khoa học mở, đã đưa ra một bức tranh lý thuyết giải thích hành vi thời gian thực của siêu lỏng. Ai là người có trách nhiệm ở đây? Hãy thử các hạt hạ nguyên tử được gọi là fermion.
Nữ giới là một phần của phương trình tự nhiên vì các electron, proton và neutron khác giống như các siêu chất là một phần của các sao neutron. Xoay giữa một và 1.000 lần một giây, sao neutron - hoặc sao xung - bề mặt siêu lỏng hoạt động khác nhiều so với đối tác của nó ở đây trên Trái đất. Khi tốc độ tăng lên, nó tạo thành một chuỗi các xoáy nhỏ tạo thành một mô hình tam giác, từ đó tạo thành một bím tóc trong cấu trúc siêu lỏng. Khi bạn đạt được tốc độ chính xác, bạn sẽ tạo ra một cơn lốc ở giữa, theo Bulg Bulgac. Và khi bạn tăng tốc độ, bạn sẽ tăng số lượng xoáy. Nhưng nó luôn xảy ra trong các bước.
Khoa học có thể tái tạo nó? Đúng. Các mô hình phòng thí nghiệm sử dụng buồng chân không và chùm tia laser để tạo ra điện trường cường độ cao đã cố gắng làm lạnh một mẫu nhỏ, có thể là 1 triệu nguyên tử, đến nhiệt độ gần bằng không. Sau đó, một thìa laser laser được sử dụng để khuấy siêu lỏng đủ nhanh để tạo ra các xoáy.
Khi cố gắng tìm hiểu hành vi kỳ quặc, các nhà khoa học đã cố gắng đưa ra các phương trình mô tả, chẳng hạn như các phương trình mà họ có thể sử dụng để mô tả hành động xoáy trong tách cà phê khi nó được khuấy. Bulgac nói. Tuy nhiên, để mô tả hành động trong một siêu lỏng được tạo ra từ các fermion, một số phương trình gần như vô hạn là cần thiết. Mỗi mô tả những gì xảy ra nếu chỉ một biến - chẳng hạn như vận tốc, nhiệt độ hoặc mật độ - được thay đổi. Bởi vì các biến được liên kết, nếu một thay đổi khác cũng sẽ thay đổi.
Một trong những thách thức lớn trong việc hình thành một giả thuyết toán học là lượng năng lực tính toán cần có để xử lý một vấn đề với một số thay đổi có thể đạt tới 1 nghìn tỷ trở lên. Vì vậy, làm thế nào họ làm điều đó? Nhóm nghiên cứu đã sử dụng máy tính JaguarPF tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge ở Tennessee, một trong những siêu máy tính lớn nhất thế giới, tương đương 70 triệu giờ, cần gần 8.000 năm trên máy tính cá nhân một lõi (JaguarPF có gần một phần tư -million lõi). Chỉ cần cố gắng để làm mát mà!
Điều này cho bạn biết sự phức tạp của những tính toán này và mức độ khó khăn của nó, thì Bulg Bulgac nói. Để làm cho vấn đề thậm chí phức tạp hơn, siêu lỏng được khuấy nhanh hơn làm cho nó mất các thuộc tính - nhưng không nhanh như giả thuyết. Công việc có nghĩa là các nhà nghiên cứu có thể ‘đến một mức độ nào đó nghiên cứu các tính chất của một ngôi sao neutron bằng cách sử dụng mô phỏng máy tính. Bulgac nói. . Nó cũng mở ra hướng nghiên cứu mới trong vật lý nguyên tử lạnh.
Và nhiều bài tập về nhà của chúng tôi.
Nguồn gốc Câu chuyện: Đại học Washington.
