Bilim insanları, aşırı soğuk süper akışkanların akışının matematiksel bir modelini geliştirdiler ve kirliliklerle karşılaştıklarında nasıl deforme olduklarını göstermeyi başardılar.
Süper akışkanlar mekaniğinde sadece mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda oluşan süper akışkanlar benzersiz ve tuhaf mekanik özelliklere sahiptirtirler. Bu mekaniklerin anlaşılabilmesi ve simüle edilmesi önemlidir. Edinburgh, İskoçya’daki Heriot-Watt Üniversitesi Fotonik ve Kuantum Bilimleri Enstitüsü’nden Yvan Buggy ve ekip arkadaşları, bu özelliklerin bazılarının bu sıvıların safsızlıklar etrafında aktıkça nasıl deforme olacağını gösterdiler. Çalışmalarının sonuçlarını EPJ D dergisinde yayınladılar.
Yaklaşık -270 C’nin altında – yani, mümkün olan en soğuk sıcaklığın sadece birkaç derece üstünde, mutlak sıfırda – sıvı aşırı sıvı hale gelir: viskozitesi olmayan ve bu nedenle kinetik enerjiyi kaybetmeden akacak şekilde davranır.
Süper akışkanlar bu özellikleri edinir, çünkü atomlarının çoğu, kuantum mekanik özelliklerin klasik olanlara göre baskın olduğu en düşük enerji durumuna düşerler. Bu nedenle, kuantum fenomenlerini makroskopik düzeyde incelemek için benzersiz bir fırsat sunarlar. Bu çalışmada, Buggy ve meslektaşları, potansiyel enerjideki değişiklikler altında bu tür bir aşırı soğuk akışkandaki gerilmeleri ve akışları hesaplamak için kuantum mekaniğinin temel denklemlerini kullanıyorlar. Ve bu çalışma sonucunda sıvı akışının, safsızlık olmadığında sabit ve homojen olacağını gösterdiler. Bununla birlikte, bir safsızlık mevcut ise, akışkanın da bu safsızlığın yakınında deforme olacağını tespit ettiler.
Kaynakça
-
Materials | Springer tarafından