మొట్టమొదటిసారిగా, పరిశోధకులు సూపర్ ఫ్లూయిడ్ హీలియం -4 లో కెల్విన్ తరంగాలను విజయవంతంగా నియంత్రించారు మరియు గమనించారు, క్వాంటం వ్యవస్థలలో శక్తి వెదజల్లడాన్ని అర్థం చేసుకోవడంలో ముఖ్యమైన దశను సూచిస్తుంది. ఈ హెలికల్ తరంగాలను ఉత్తేజపరిచేందుకు ఈ అధ్యయనం నియంత్రిత పద్ధతిని అందించింది, ఇది గతంలో అనూహ్య పరిస్థితులలో మాత్రమే గమనించబడింది. పరిమాణాత్మక వోర్టిసెస్‌ను అధ్యయనం చేయడానికి పరిశోధన కొత్త అవకాశాలను తెరుస్తుంది మరియు వద్ద శక్తి బదిలీలో వారి పాత్ర క్వాంటం స్థాయి.
కెల్విన్ తరంగాల నియంత్రిత ఉత్సాహం
ప్రకారం అధ్యయనం నేచర్ ఫిజిక్స్లో ప్రచురించబడింది, కూడా అందుబాటులో ఉంది arxiv. క్వాంటం ద్రవాలలో శక్తి వెదజల్లడంలో ఈ తరంగాలు కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి కాని నియంత్రిత ఉత్తేజిత సవాళ్ళ కారణంగా అధ్యయనం చేయడం కష్టమైంది.
క్యోటో విశ్వవిద్యాలయం నుండి అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ యోసుకే మినోవా, అధ్యయనం యొక్క ప్రధాన రచయిత, చెప్పారు Fisy.org breath త్రూ అనుకోకుండా సంభవించింది. నిర్మాణాన్ని తరలించాలనే ఉద్దేశ్యంతో పరిమాణాత్మక సుడిగుండం అలంకరించే నానోపార్టికల్‌కు విద్యుత్ క్షేత్రం వర్తించబడింది. బదులుగా, వోర్టెక్స్ కోర్ ఒక ప్రత్యేకమైన ఉంగరాల కదలికను ప్రదర్శించింది, పరిశోధకులు నియంత్రిత కెల్విన్ వేవ్ ఉత్తేజితం వైపు తమ దృష్టిని మార్చడానికి ప్రముఖ పరిశోధకులు.
సూపర్ఫ్లూయిడ్ లక్షణాలు మరియు క్వాంటం వోర్టెక్స్ ప్రవర్తన
2.17 కెల్విన్ కంటే తక్కువ చల్లబడినప్పుడు మాక్రోస్కోపిక్ ప్రమాణాల వద్ద క్వాంటం ప్రభావాలను ప్రదర్శించే సూపర్ఫ్లూయిడ్ హీలియం -4, స్నిగ్ధత లేదు, ఇది ఘర్షణ లేకుండా ప్రవహించటానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ఈ ప్రత్యేకమైన స్థితి శక్తిని వేడిగా విడదీయకుండా నిరోధిస్తుంది, ఇది ద్రవం యొక్క సుడి రేఖలలో అవాంతరాలు సంభవించినప్పుడు కెల్విన్ తరంగాల ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది. సాంప్రదాయ ద్రవ అల్లకల్లోలం కాకుండా ఈ తరంగాలు సూపర్ ఫ్లూయిడ్ వ్యవస్థలలో శక్తి బదిలీకి అవసరమైన యంత్రాంగాన్ని అందిస్తాయని పరిశోధనా బృందం నిరూపించబడింది.
వేవ్ విజువలైజేషన్ కోసం ఉపయోగించే నానోపార్టికల్స్
కెల్విన్ తరంగాల కదలికను తెలుసుకోవడానికి, పరిశోధకులు సిలికాన్ నానోపార్టికల్స్‌ను 1.4 కెల్విన్ వద్ద సూపర్ ఫ్లూయిడ్ హీలియం -4 లోకి ప్రవేశపెట్టారు, సిలికాన్ పొర వద్ద లేజర్‌ను ద్రవంలో మునిగిపోయారు. కొన్ని నానోపార్టికల్స్ సుడి కోర్లలో చిక్కుకుపోయాయి, ఇవి నియంత్రిత పరిస్థితులలో కనిపించేలా చేస్తాయి. అప్పుడు సమయం-మారుతున్న విద్యుత్ క్షేత్రం వర్తించబడింది, చిక్కుకున్న కణాలలో డోలనాలను బలవంతం చేస్తుంది మరియు సుడి వెంట ఒక హెలికల్ తరంగాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
0.8 నుండి 3.0 హెర్ట్జ్ వరకు వేర్వేరు ఉత్తేజిత పౌన encies పున్యాలలో ప్రయోగాలు జరిగాయి. డ్యూయల్-కెమెరా వ్యవస్థ తరంగ కదలిక యొక్క త్రిమితీయ పునర్నిర్మాణానికి అనుమతించబడింది, దాని హెలికల్ స్వభావాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.
ప్రయోగాత్మక నిర్ధారణ మరియు భవిష్యత్తు పరిశోధన
ప్రొఫెసర్ మినోవా ఫిజి.ఆర్గ్‌కు వివరించారు, గమనించిన దృగ్విషయాన్ని నిరూపించడం వాస్తవానికి కెల్విన్ వేవ్‌కు చెదరగొట్టే సంబంధాలు, దశ వేగం మరియు త్రిమితీయ డైనమిక్స్ యొక్క లోతైన విశ్లేషణ అవసరం. 3D లో సుడి యొక్క కదలికను పునర్నిర్మించడం ద్వారా, పరిశోధకులు తరంగ చేతికి ప్రత్యక్ష ఆధారాలను అందించారు, దాని ఎడమ చేతి హెలికల్ నిర్మాణాన్ని ధృవీకరిస్తుంది-ఇంతకు ముందు ప్రయోగాత్మకంగా ప్రదర్శించలేదు.
వారి ఫలితాలను ధృవీకరించడానికి, బృందం సుడి ఫిలమెంట్ మోడల్‌ను అభివృద్ధి చేసింది, ఇది ఇలాంటి పరిస్థితులలో కెల్విన్ వేవ్ ఉత్తేజితాన్ని అనుకరించింది. ఈ అనుకరణలు చార్జ్డ్ నానోపార్టికల్ యొక్క బలవంతపు డోలనాలు రెండు దిశలలో హెలికల్ తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయని, ప్రయోగాత్మక ఫలితాలతో సమలేఖనం చేస్తాయని నిర్ధారించాయి.
ఈ అధ్యయనం సూపర్ ఫ్లూయిడ్ హీలియంలో కెల్విన్ తరంగాలను అధ్యయనం చేయడానికి ఒక కొత్త విధానాన్ని పరిచయం చేస్తుంది, పరిమాణాత్మక వోర్టిసెస్ యొక్క మెకానిక్స్ గురించి అంతర్దృష్టులను అందిస్తుంది. భవిష్యత్ పరిశోధన కెల్విన్ తరంగాల యొక్క సరళత మరియు క్షయం ప్రక్రియలను అన్వేషించవచ్చు, క్వాంటం ద్రవ డైనమిక్స్ గురించి మరిన్ని వివరాలను వెల్లడిస్తుంది.
