Ligi külmemal temperatuuril - elavhõbe (vedela heeliumi abil) - moodustub olek, mida nimetatakse ülijuhtivuseks. Kuni praeguseni…
Vedela heelium-4 väärtus mõne Kelvini skaala absoluutse nulli kraadides (miinus 273 Celsiuse järgi või miinus 460 Fahrenheiti) muutub märkimisväärseks ülivedelaks. See keerleb, keerdub ja keha puudumine on teadlasi vaevanud juba ligi sajandi. Nüüd on Washingtoni ülikooli füüsiku juhitud meeskond, kasutades avatud teaduse jaoks kõige võimsamat superarvutit, koostanud teoreetilise pildi, mis selgitab supervedeliku reaalajas käitumist. Kes siin vastutab? Proovige subatomilisi osakesi, mida nimetatakse fermioonideks.
Femioonid on loomuliku võrrandi osa, elektronid, prootonid ja neutronid ... samamoodi nagu supervedelikud on osa neutronitähtedest. Pöörates üks kuni 1000 korda sekundis, toimivad neutronitähed - või pulsaarid - supervedeliku pind palju erinevalt kui tema siin Maa peal. Kiiruse suurenemisel moodustab see rea väikesi keeriseid, mis rühmituvad kolmnurgakujulisena ... mis omakorda moodustab punutise ülijugavas struktuuris. "Kui jõuate õige kiiruseni, loote keskel ühe keerise," ütles Bulgac. „Ja kiiruse suurendamisel suureneb ka keeriste arv. Kuid see toimub alati astmeliselt. ”
Kas teadus saab seda uuesti luua? Jah. Laborimudelitel, kus suure intensiivsusega elektrivälja loomiseks kasutatakse vaakumkambrit ja laserkiirt, on õnnestunud jahutada väike proov, võib-olla 1 miljon aatomit, temperatuurini absoluutse nulli lähedal. Seejärel kasutatakse „laserlusikat”, et segada supervedelikku piisavalt kiiresti, et tekitada keeriseid.
"Püüdes mõista veidrat käitumist, on teadlased püüdnud välja töötada kirjeldavaid võrrandeid, näiteks selliseid, mida nad võiksid kasutada kohvitassi segamise ajal tekkiva keerise kirjeldamiseks." Ütles Bulgac. "Fermioonidest valmistatud supervedeliku toimingu kirjeldamiseks on vaja peaaegu piiramatut arvu võrrandeid. Mõlemad kirjeldavad, mis juhtub, kui muudetakse ainult ühte muutujat, näiteks kiirust, temperatuuri või tihedust. Kuna muutujad on lingitud, muutuvad ka ühe muutumisel teised. "
Üks peamisi väljakutseid matemaatilise hüpoteesi sõnastamisel on arvutusvõimsuse suurus, mis kulub probleemide lahendamiseks paljude muutuvate muutustega, mis ulatusid 1 triljonini või rohkem. Kuidas nad siis seda tegid? Meeskond kasutas JaguarPF-i arvutit Tennessee Oak Ridge'i riiklikus laboris, mis on üks suurimaid superarvuteid maailmas, 70 miljoni tunni ekvivalendiks, mis ühetuumalises personaalarvutis nõuaks peaaegu 8000 aastat (JaguarPF-il on ligi veerand) -miljon südamikku). Proovige seda lihtsalt jahutada!
"See näitab teile, kui keerulised need arvutused on ja kui keeruline see on," ütles Bulgac. Asjade veelgi keerukamaks muutmiseks kaotab supervedeliku kiirem segamine selle omadused - kuid mitte nii kiiresti, kui oletatakse. "Töö tähendab seda, et teadlased saavad" mingil määral "uurida neutronitähe omadusi arvutisimulatsioonide abil." Ütles Bulgac. . "See avab ka uued aatomifüüsika uurimissuunad."
Ja veel meie kodutöö.
Algne looallikas: Washingtoni ülikool.
