Физик засунул «палец» в квантовую жидкость. Что случилось дальше?

Физики, конечно, не настолько жестоки (пока), чтобы окунать живого человека (целиком или частично) в изотоп гелия, охлажденный до температуры, которая чуть выше абсолютного нуля. Но они создали специальный зонд размером с палец и провели эксперимент на нем. После чего зафиксировали изменения. По словам экспериментаторов, это первое в истории человечества представление о том, какой может быть квантовая вселенная.

Исследование физиков пока доступно на arXiv и еще только ждет опубликования, но уже сейчас, говорят ученые, можно представить, что произойдет, если бы мы могли прикоснуться к сверхтекучему гелию-3.

Вообще есть два изотопа гелия, которые могут создавать сверхтекучесть: гелий-3 и гелий-4. Бозоны последнего при охлаждении чуть выше абсолютного нуля (-273,15 °C) замедляются достаточно, чтобы перейти в кластер атомов высокой плотности, которые ведут себя как один суператом.

А вот гелий-3 немного другой. Его ядра — фермионы, класс частиц, которые вращаются иначе, чем бозоны, и при охлаждении ниже определенной температуры соединяются в так называемые куперовские пары. Каждая из этих пар состоит из двух фермионов, которые вместе образуют составной бозон. При этом куперовские пары ведут себя точно так же, как бозоны, и поэтому могут образовывать сверхтекучую жидкость.

Физики обратили внимание на то, что, хотя куперовские пары довольно хрупки, в них можно вставить проволоку, не разрывая пары и даже не нарушая поток сверхтекучей жидкости. Поэтому ученые разработали зонд для детального изучения свойств жидкости. И результат выглядел странно.

Основная масса сверхтекучей жидкости при соприкосновении с зондом действовала почти как вакуум. Единственной частью жидкости, которая взаимодействовала с зондом, был двумерный поверхностный слой, и он отводил тепло от стержня. То есть, сунь мы туда палец, жидкость текла бы вдоль него.

Физики заявляют, что их исследование стало шагом к большому открытию, которое прольет свет на поведение квазичастиц, топологические дефекты и квантовые энергетические состояния.

А для начала не помешало бы лишний раз вспомнить, где вообще проходит граница между квантовой и классической физикой.