Explican por qué no hay velocidad límite en el universo del superfluido

El helio-3 es un isótopo raro de helio, en el que falta un neutrón. Se vuelve superfluido a temperaturas extremadamente bajas, lo que permite propiedades inusuales, como la falta de fricción para los objetos en movimiento.

 

Se pensaba que la velocidad de los objetos que se movían a través del superfluido helio-3 estaba fundamentalmente limitada a la velocidad crítica de Landau, y que superar este límite de velocidad destruiría el superfluido.

 

Experimentos anteriores en Lancaster han descubierto que no es una regla estricta y que los objetos pueden moverse a velocidades mucho mayores sin destruir el frágil estado superfluido.

 

Ahora, los científicos de la Universidad de Lancaster han encontrado la razón de la ausencia del límite de velocidad: partículas exóticas que se adhieren a todas las superficies del superfluido.

 

El descubrimiento puede guiar aplicaciones en tecnología cuántica, incluso computación cuántica, donde múltiples grupos de investigación ya apuntan a hacer uso de estas partículas inusuales.

 

Para agitar las partículas unidas a la vista, los investigadores enfriaron el helio-3 superfluido a una diezmilésima de grado desde el cero absoluto (0,0001K o -273,15 ° C). Luego movieron un cable a través del superfluido a alta velocidad y midieron cuánta fuerza se necesitaba para mover el cable. Aparte de una fuerza extremadamente pequeña relacionada con el movimiento de las partículas unidas cuando el cable comienza a moverse, la fuerza medida fue cero.

 

El autor principal, el doctor Samuli Autti, dijo en un comunicado: "El superfluido helio-3 se siente como el vacío cuando una varilla se mueve a través de él, aunque es un líquido relativamente denso. No hay resistencia, ninguna en absoluto. Me parece muy intrigante".

 

El estudiante Ash Jennings agregó: "Al hacer que la varilla cambie su dirección de movimiento, pudimos concluir que la varilla quedará oculta del superfluido por las partículas unidas que la cubren, incluso cuando su velocidad sea muy alta". Necesito moverse para lograr esto, y eso ejerce una pequeña fuerza sobre la varilla, pero una vez hecho esto, la fuerza desaparece por completo", dijo el doctor Dmitry Zmeev, quien supervisó el proyecto.

 

Los resultados se publican en Nature Communications.