Un vortex semi-quantique combine un écoulement de spin circulaire et un écoulement de masse circulaire, conduisant à la formation de paires de vortex observables expérimentalement. Crédit : Crédit :Ella Maru Studio
Des chercheurs ont découvert des tourbillons semi-quantiques dans l'hélium superfluide. Ce vortex est un défaut topologique, exposés dans les superfluides et les supraconducteurs, qui transporte une quantité fixe de courant de circulation. Ces objets prédisaient à l'origine exister dans l'hélium superfluide en 1976. La découverte permettra d'accéder aux cœurs de vortex semi-quantiques, hébergement des modes Majorana isolés, particules solitaires exotiques. La compréhension de ces modes est essentielle pour le progrès du traitement de l'information quantique, construire un ordinateur quantique.
Chercheurs de l'Université d'Aalto, Finlande, et P.L. L'institut Kapitza de Moscou a découvert des tourbillons semi-quantiques dans l'hélium superfluide. Ce vortex est un défaut topologique, exposés dans les superfluides et les supraconducteurs, qui transporte une quantité fixe de courant de circulation.
"Cette découverte de tourbillons semi-quantiques est l'aboutissement d'une longue recherche de ces objets initialement prévus pour exister dans l'hélium superfluide en 1976, " dit Samuli Autti, Candidat au doctorat à l'Université Aalto en Finlande.
"À l'avenir, notre découverte donnera accès aux cœurs de vortex semi-quantiques, hébergement des modes Majorana isolés, particules solitaires exotiques. La compréhension de ces modes est essentielle pour le progrès du traitement de l'information quantique, construire un ordinateur quantique, " poursuit Autti.
La cohérence macroscopique dans les systèmes quantiques tels que les superfluides et les supraconducteurs offre de nombreuses possibilités, et certaines limitations centrales. Par exemple, la force des courants circulant dans ces systèmes est limitée à certaines valeurs discrètes par les lois de la mécanique quantique. Un vortex semi-quantique surmonte cette limitation en utilisant la topologie non triviale du matériau sous-jacent, un sujet directement lié au prix Nobel de physique 2016.
Les expériences ont été réalisées à l'aide du cryostat rotatif du laboratoire à basse température de l'université d'Aalto, Finlande. Crédit :Mikko Raskinen/Université Aalto
Parmi les propriétés émergentes, il y en a une analogue à la chaîne d'Alice en physique des hautes énergies, où une particule sur une route autour de la corde inverse le signe de sa charge. En général, le caractère quantique de ces systèmes est déjà utilisé dans les amplificateurs SQUID ultra-sensibles et d'autres dispositifs quantiques importants.
L'article Observation of Half-Quantum Vortices in Topological Superfluid 3He a été publié aujourd'hui dans la version en ligne de Lettres d'examen physique . Des expériences ont été faites dans le laboratoire de basse température de l'université d'Aalto.
Samuli Autti avec le cryostat rotatif du laboratoire basse température de l'université d'Aalto, Finlande. Crédit :Alexander Savin/Université Aalto
