Et specielt kamera, der kan se de intime detaljer i helium-3-universet

Et team af fysikere ved Lancaster University har udviklet et kamerasystem, der kan bruges til at fange skyggen af ​​en prøve af helium-3. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Physical Review B , beskriver gruppen deres kamera, deres teknik til at bruge det og mulige anvendelser for de billeder, det tager.

Helium-3 har særlig interesse for fysikere på grund af dets interessante indre struktur, som nogle i feltet har beskrevet som "universet i en dråbe." En af dens egenskaber er, at den overgår til en supervæske, når den afkøles til ekstremt lave temperaturer. Som en del af forskningsindsatsen har fysikere fundet måder at opdage det ved at bruge specielle sonder til at fornemme dets svage magnetfelt. De har fundet måder at "røre" på det ved at skubbe ting gennem prøver af det og måle deres indvirkning. De har også opdaget, at det er muligt at høre nogle af dens karakteristika ved hjælp af specielle mikrofoner. I denne nye indsats har forskerne nu udviklet en måde at visualisere det på med et særligt kamerasystem.

Kamerasystemet bestod af tre hovedkomponenter suspenderet i en prøve af helium-3. Den første del af systemet var en lukket boks, der fungerede som en kilde til kvasipartikler. Den havde en enhed, der brød Cooper-par til kvasipartikler, som fandt vej ud af kassen via et lille hul i den ene ende. På grund af temperaturforskelle fløj kvasipartiklerne direkte ud af kassen og ind i den anden del af systemet. Den anden del bestod af en vibrerende trådløkke, der skabte helium-3 hvirvler mellem kilden; den tredje del af systemet – kameraet – er et 5 x 5 array af kvarts stemmegafler.

For at skabe et billede blev kvasipartikler affyret fra kilden ind i hvirvlerne. De kvasipartikler, der rejste tæt på en hvirvel, blev reflekteret tilbage som huller mod kilden. De kvasipartikler, der ikke passerede tilstrækkelig tæt på en hvirvel, tog vej til kameraet. Det endelige resultat var en skygge af hvirvelvirvelen fanget af kameraarrayet. + Udforsk yderligere

Forskere bruger siliciumnanopartikler til at visualisere koalescens af kvantiserede hvirvler, der forekommer i superflydende helium

© 2022 Science X Network