Des physiciens de l'Université de Lancaster ont établi pourquoi les objets se déplaçant dans l'hélium-3 superfluide n'ont pas de limite de vitesse dans la continuité des recherches antérieures de Lancaster.

L'hélium-3 est un isotope rare de l'hélium, dans lequel un neutron manque. Il devient superfluide à des températures extrêmement basses, permettant des propriétés inhabituelles telles qu'un manque de friction pour les objets en mouvement.

On pensait que la vitesse des objets se déplaçant à travers l'hélium-3 superfluide était fondamentalement limitée à la vitesse critique de Landau, et que dépasser cette limite de vitesse détruirait le superfluide. Des expériences antérieures à Lancaster ont montré que ce n'est pas une règle stricte et que les objets peuvent se déplacer à des vitesses beaucoup plus grandes sans détruire l'état superfluide fragile.

Maintenant, des scientifiques de l'Université de Lancaster ont trouvé la raison de l'absence de limitation de vitesse :des particules exotiques qui collent à toutes les surfaces du superfluide.

La découverte peut guider les applications de la technologie quantique, même l'informatique quantique, où plusieurs groupes de recherche visent déjà à utiliser ces particules inhabituelles.

Pour secouer les particules liées en vue, les chercheurs ont refroidi l'hélium-3 superfluide à un dix millième de degré près du zéro absolu (0,0001K ou -273,15 °C). Ils ont ensuite déplacé un fil à travers le superfluide à grande vitesse, et mesuré la force nécessaire pour déplacer le fil. Mis à part une force extrêmement faible liée au déplacement des particules liées lorsque le fil commence à se déplacer, la force mesurée était nulle.

L'auteur principal, le Dr Samuli Autti, a déclaré:"L'hélium-3 superfluide ressemble à du vide à une tige qui le traverse, bien que ce soit un liquide relativement dense. Il n'y a pas de résistance, pas du tout. Je trouve cela très intriguant."

doctorat L'étudiant Ash Jennings a ajouté :"En faisant changer la direction de mouvement de la tige, nous avons pu conclure que la tige sera cachée du superfluide par les particules liées qui la recouvrent, même lorsque sa vitesse est très élevée." "Les particules liées doivent d'abord se déplacer pour y parvenir, et qui exerce une force infime sur la tige, mais une fois que c'est fait, la force disparaît complètement", a déclaré le Dr Dmitry Zmeev, qui a supervisé le projet.

Les chercheurs de Lancaster comprenaient Samuli Autti, Sean Ahlström, Richard Haley, Ash Jennings, George Pickett, Malcolm Poole, Roch Schanen, Viktor Tsepelin, Jakub Vonka, Tom Wilcox, Andrew Woods et Dmitry Zmeev. Les résultats sont publiés dans Communication Nature .