Investigadores chinos descubrieron recientemente un nuevo efecto que puede generar una polarización de espín en un fluido. El nuevo efecto que se llama "polarización inducida por cizallamiento (SIP), "predice que el flujo cortante puede inducir polarización en el espacio de momento.

Esta investigación fue realizada por científicos del Instituto de Física Moderna (IMP) de la Academia de Ciencias de China (CAS), junto con sus colaboradores en la Universidad de Pekín y la Universidad Normal de China Central, quienes estudiaron la polarización inducida por el flujo cortante por primera vez. Sus descubrimientos fueron publicados en Cartas de revisión física y Revista de física de altas energías .

En fluido que fluye, se pueden observar algunos patrones especiales del campo de flujo, como los formados por el flujo vortical, que gira alrededor de un centro y está relacionado con el momento angular orbital del fluido. Debido al acoplamiento espín-órbita, el momento angular orbital del flujo vortical puede transferirse al giro de una partícula. Esta polarización de espín inducida por la vorticidad se ha observado en un fluido cuántico.

Además del flujo vortical, El flujo de cizallamiento también es bastante común en los fluidos. Sin embargo, es mucho menos intuitivo cómo se relaciona el flujo cortante con el momento angular. Por lo tanto, cómo afecta a la polarización de espín nunca se había investigado antes.

En esta investigación, utilizando la teoría cuántica relativista de muchos cuerpos y la teoría de la respuesta lineal, los investigadores estudiaron sistemáticamente la polarización de espín en un medio hidrodinámico. Descubrieron que el flujo de cizallamiento, aunque no relacionado intuitivamente con el momento angular orbital, también genera polarización de espín en el espacio de momento a través del acoplamiento espín-órbita.

Empleando un modelo hidrodinámico relativista, Luego, los investigadores investigaron cómo este nuevo efecto SIP se manifiesta en colisiones relativistas de iones pesados. Dado que los estudios anteriores no incluyen el efecto SIP, sus predicciones siempre tienen el signo opuesto en comparación con las observaciones experimentales. Esta discrepancia a veces se denomina el "acertijo del signo de giro" y ha molestado a la comunidad de investigadores durante varios años.

Sin embargo, una vez incluido el efecto SIP, la extraña polarización de los quarks predicha por la teoría demuestra un patrón similar a la polarización Lambda medida en experimentos.

Teniendo en cuenta la estrecha relación entre la polarización de quarks extraña y la polarización de Lambda, Se espera que el estudio actual sea un paso esencial hacia la solución final del rompecabezas del signo de giro.

Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y el Programa de Investigación de Prioridad Estratégica de CAS.