Des chercheurs de l’Université de Lancaster ont démontré que l’hélium-3 superfluide ressemblerait à un fluide bidimensionnel à des températures proches du zéro absolu, offrant ainsi une nouvelle perspective sur l’expérience tactile de la physique quantique et ayant potentiellement un impact sur plusieurs domaines scientifiques.
Une nouvelle étude révèle que le superfluide 3Il a une nature thermique et mécanique bidimensionnelle à des températures ultra-basses, ce qui pourrait avoir de profondes implications scientifiques.
Des chercheurs de l’Université de Lancaster au Royaume-Uni ont découvert comment l’hélium superfluide 3Il sentirait si vous pouviez y mettre la main.
L’interface entre le monde exotique de la physique quantique et la physique classique de l’expérience humaine constitue l’un des problèmes majeurs en suspens de la physique moderne.
Le Dr Samuli Autti est l’auteur principal de la recherche publiée aujourd’hui (2 novembre) dans Communications naturelles.
Le Dr Autti a déclaré : « En termes pratiques, nous ne connaissons pas la réponse à la question « qu’est-ce que ça fait de toucher à la physique quantique ?
« Ces conditions expérimentales sont extrêmes et les techniques compliquées, mais je peux maintenant vous dire ce que vous ressentiriez si vous pouviez mettre la main dans ce système quantique.
« Personne n’a été en mesure de répondre à cette question au cours des 100 ans d’histoire de la physique quantique. Nous montrons maintenant que, au moins dans le superfluide 3Lui, cette question peut trouver une réponse.
Les expériences ont été réalisées à environ 10 000ème de degré au-dessus du zéro absolu dans un réfrigérateur spécial et ont utilisé un résonateur mécanique de la taille d’un doigt pour sonder le superfluide très froid ; Dr Samuli Autti (à droite) de l’Université de Lancaster. Crédit : Mike Thompson
Faire l’expérience d’un fluide quantique
Les expériences ont été réalisées à environ 10 000ème de degré au-dessus zéro absolu dans un réfrigérateur spécial et a utilisé un résonateur mécanique de la taille d’un doigt pour sonder le superfluide très froid.
Lorsqu’il est agité avec une tige, superfluide 3Il transporte la chaleur générée le long des surfaces du conteneur. La majeure partie du superfluide se comporte comme un vide et reste entièrement passive.
Le Dr Autti a déclaré : « Ce liquide semblerait bidimensionnel si vous pouviez y mettre votre doigt. La majeure partie du superfluide semble vide, tandis que la chaleur circule dans un sous-système bidimensionnel le long des bords de la masse, en d’autres termes, le long de votre doigt.
Implications pour la science
Les scientifiques concluent que la majeure partie du superfluide 3Il est enveloppé par un superfluide bidimensionnel indépendant qui interagit avec des sondes mécaniques au lieu du superfluide en vrac, ne donnant accès au superfluide en vrac que s’il reçoit une soudaine explosion d’énergie.
C’est-à-dire superfluide 3Aux températures et énergies appliquées les plus basses, il est thermomécaniquement bidimensionnel.
« Cela redéfinit également notre compréhension du superfluide 3Il. Pour le scientifique, cela pourrait avoir encore plus d’influence que la physique quantique pratique.
Superfluide 3Il est l’un des systèmes quantiques macroscopiques les plus polyvalents du laboratoire. Elle influence souvent des domaines apparemment lointains tels que la physique des particules (par exemple le mécanisme de Higgs), la cosmologie (mécanisme de Kibble) et le traitement de l’information quantique (cristaux temporels).
Une redéfinition de sa structure de base pourrait donc avoir des conséquences considérables.
