Un vórtice semi-cuántico combina el flujo de espín circular y el flujo de masa circular, conduciendo a la formación de pares de vórtices que se pueden observar experimentalmente. Crédito:Crédito:Ella Maru Studio
Los investigadores han descubierto vórtices semicánticos en helio superfluido. Este vórtice es un defecto topológico, exhibidos en superfluidos y superconductores, que lleva una cantidad fija de corriente circulante. Estos objetos originalmente se predijo que existían en helio superfluido en 1976. El descubrimiento proporcionará acceso a los núcleos de vórtices semicánticos, albergar modos aislados de Majorana, partículas solitarias exóticas. Comprender estos modos es esencial para el progreso del procesamiento de información cuántica, construyendo una computadora cuántica.
Investigadores de la Universidad de Aalto, Finlandia, y P.L. El Instituto Kapitza de Moscú ha descubierto vórtices semicánticos en helio superfluido. Este vórtice es un defecto topológico, exhibidos en superfluidos y superconductores, que lleva una cantidad fija de corriente circulante.
"Este descubrimiento de vórtices semicánticos culmina una larga búsqueda de estos objetos que originalmente se predijo que existían en el helio superfluido en 1976, "dice Samuli Autti, Candidato a doctorado en la Universidad Aalto de Finlandia.
"En el futuro, nuestro descubrimiento proporcionará acceso a los núcleos de vórtices semicánticos, albergar modos aislados de Majorana, partículas solitarias exóticas. Comprender estos modos es esencial para el progreso del procesamiento de información cuántica, construyendo una computadora cuántica, "Autti continúa.
La coherencia macroscópica en sistemas cuánticos como superfluidos y superconductores ofrece muchas posibilidades, y algunas limitaciones centrales. Por ejemplo, la fuerza de las corrientes circulantes en estos sistemas está limitada a ciertos valores discretos por las leyes de la mecánica cuántica. Un vórtice semi-cuántico supera esa limitación utilizando la topología no trivial del material subyacente, un tema directamente relacionado con el Premio Nobel de Física 2016.
Los experimentos se llevaron a cabo utilizando el criostato rotatorio en el Laboratorio de Baja Temperatura de la Universidad de Aalto, Finlandia. Crédito:Mikko Raskinen / Universidad Aalto
Entre las propiedades emergentes hay una análoga a la llamada cuerda de Alice en la física de altas energías, donde una partícula en una ruta alrededor de la cuerda voltea el signo de su carga. En general, el carácter cuántico de estos sistemas ya se utiliza en amplificadores SQUID ultrasensibles y otros dispositivos cuánticos importantes.
El artículo Observation of Half-Quantum Vortices in Topological Superfluid 3He sido publicado hoy en la versión online de Cartas de revisión física . Los experimentos se realizaron en el laboratorio de baja temperatura de la Universidad de Aalto.
Samuli Autti con el criostato giratorio en el laboratorio de baja temperatura de la Universidad de Aalto, Finlandia. Crédito:Alexander Savin / Universidad Aalto
