На готово најхладнијој температури - жива (уз помоћ течног хелијума) - формира стање које се зове суперпроводљивост. До сада…
Када се доведе до неколико степени апсолутне нуле на Келвиновој скали (минус 273 целзијуса или минус 460 Фаренхејта), течни хелијум-4 претвара се у изванредно суперфлуидно стање. Закреће се, коврча и његов недостатак тела збуњују научнике готово век. Сада је тим на челу са физиком Универзитета у Вашингтону, користећи најмоћнији суперкомпјутер доступан за отворену науку, припремио теоретску слику која објашњава понашање сувишне течности у стварном времену. Ко је овде одговорна странка? Покушајте са субатомским честицама које се називају фермиони.
Фемије су много део природне једначине као и електрони, протони и неутрони ... баш као што су суперфлуиди део неутронских звезда. Ротирајући између једног и 1.000 пута у секунди, неутронске звезде - или пулсари - суперфлуидна површина делује много другачије него њен колега овде на Земљи. Како се брзина повећава, формира низ малих вртлога који се групишу у трокутни узорак ... који заузврат формира плетеницу унутар структуре течности. "Када достигнете исправну брзину, створићете један вртлог у средини", рекао је Булгац. „И како повећавате брзину, повећаћете број вртлога. Али увек се дешава у корацима. "
Да ли га наука може поново створити? Да. Лабораторијски модели који помоћу вакуумске коморе и ласерског снопа стварају електрично поље високог интензитета успели су да охладе мали узорак, можда милион атома, на температурама близу апсолутне нуле. Затим се употребљава „ласерска кашика“ за мешање вишка течности довољно брзо да се створи вртлог.
„Покушавајући да разумију чудно понашање, научници су покушали да осмисле описне једначине, попут оних које би могли да употребе за описивање вртлог радње у шољи кафе док се меша.“ Рекао је Булгац. „Али да бисмо описали радњу у течном стању направљеном од фермиона, потребан је скоро неограничен број једначина. Свака описује шта се дешава ако се промени само једна променљива - попут брзине, температуре или густине. Јер су променљиве повезане, ако једна промени и друге ће се променити. "
Један од главних изазова при формулисању математичке хипотезе је количина рачунске снаге која би била потребна да би се прошло кроз проблем са бројем променљивих промена које су достигле 1 билион или више. Па како су то урадили? Тим је користио ЈагуарПФ рачунар у Националној лабораторији Оак Ридге у Тенесију, једном од највећих суперрачунара на свету, за еквивалент од 70 милиона сати, за шта би за једноједрни лични рачунар требало скоро 8.000 година (ЈагуарПФ има скоро четвртину -милион језгара). Само покушајте да се охладите!
"Ово вам говори о сложености ових израчуна и колико је ово тешко", рекао је Булгац. Да ствар буде још сложенија, што брже мешање сувишне течности узрокује да изгуби своја својства - али не тако брзо као што се претпоставља. „Рад значи да истраживачи могу„ до неке мере “проучавати својства неутронске звезде користећи рачунарске симулације.“ Рекао је Булгац. . “Такође отвара нове правце истраживања у физици хладног атома.“
И још домаћег посла са наше стране.
Изворни извор приче: Универзитет у Вашингтону.
