மீப்பாய்மத்தின் புதிய வழி

மீப்பாய்மம் எனப்படும் ஈர்ப்பியல் விசை கொண்ட திரவத்தில் உள்ள சுழல்கள் ஒன்றிணைந்து பெரிய சுழல்களை உருவாக்குகின்றன, அதாவது காற்று கொந்தளிப்பாக மாறும்போது சூறாவளி உருவாவது போல் உருவாகிறது.

குயின்ஸ்லாந்து பல்கலைக்கழகத்தின் குழுவின் புதிய ஆராய்ச்சி, பொறியியல் குவாண்டம் அமைப்புகளுக்கான ARC மையம் (EQUS) மற்றும் எதிர்கால குறைந்த ஆற்றல் மின்னணு தொழில்நுட்பங்களில் (FLEET) சிறந்து விளங்கும் ARC மையம் (FLEET) மீப்பாய்மத்தின் வளர்ந்து வரும் தொழில்நுட்ப பயன்பாடுகளுக்கு முக்கியமானதாக இருக்கும்.

முன்னணி எழுத்தாளரும் கோட்பாட்டாளருமான டாக்டர். மாட் ரீவ்ஸ் கூறுகையில், குழுவின் முடிவுகள் 70 ஆண்டுகள் பழமையான கோட்பாட்டின் சோதனை சரிபார்ப்பை வழங்குகின்றன – இது நோபல் பரிசு பெற்ற லார்ஸ் ஒன்சேஜரின் இரு பரிமாண சுழல் சமநிலைக்கான மாதிரியை போல் அமைந்துள்ளது.

“சூறாவளி அல்லது வியாழனின் பெரிய சிவப்பு புள்ளி போன்ற பெரிய, நீண்ட கால சுழல்கள் பெரும்பாலும் கோள்களின் வளிமண்டலம் போன்ற கொந்தளிப்பான திரவங்களிலிருந்து உருவாகின்றன.”

“ஒன்சேஜரின் மாதிரி இது போன்ற கட்டமைப்புகள் இருப்பதை விளக்குகிறது, ஆனால் இதுவரை சோதனைகள் கணிப்புகளுடன் உடன்படவில்லை.”

“பெரும்பாலான திரவங்களுக்கு ஒரு முக்கிய சிக்கல் என்னவென்றால், அவை பிசுபிசுப்பானவை, அதாவது அவை எளிதில் பாய்வதில்லை. மேலும் மீப்பாய்மமானது பூஜ்ஜிய பாகுத்தன்மை கொண்டது”

சோதனைகளுக்கு தலைமை தாங்கிய டாக்டர். டைலர் நீலி, குழுவானது போஸ்-ஐன்ஸ்டீன் ஒடுக்கம் எனப்படும் ஒரு மீப்பாய்மம் சுழல்களின் நடத்தையை ஆய்வு செய்தது, இது ரூபிடியம் அணுக்களின் வாயுவை மிகவும் குளிர்ந்த வெப்பநிலைக்கு குளிர்விப்பதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது.

மீப்பாய்மம் மெல்லிய வட்டு ஒன்றை உருவாக்கி, கவனமாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இடங்களில் வட்டில் சுழல்களை செலுத்த லேசர் கற்றைகள் பயன்படுத்தப்பட்டது.

“சுழல்கள் விரைவாகக் கலந்து, ஒரு சில நொடிகளில் ஒரு பெரிய கிளஸ்டராக ஒன்றிணைகின்றன, கொந்தளிப்பான வளிமண்டலத்தில் இருந்து ஒரு பெரிய சூறாவளி உருவாகிறது.”

“மேலும்  கோட்பாடு மற்றும் பரிசோதனைக்கு இடையே குறிப்பிடத்தக்க நல்ல உடன்பாடு இருந்தது. இந்த கோட்பாடு மீப்பாய்மம் ஹீலியத்தில் இறுதி ராட்சத சுழல் கட்டமைப்புகளின் வடிவத்தை விதிவிலக்காக கணித்துள்ளது.”

“மீப்பாய்மம் கொந்தளிப்பைப் பற்றி அறிந்துகொள்ள ஒரு கருவியாகப் பயன்படுத்தப்படலாம் என்பது கண்டறியப்பட்டது.  மேலும் மீப்பாய்மங்களின் அடிப்படையில் துல்லியமான உணரிகளை உருவாக்க இது அவசியம்”

இந்த வேலை சுழல் கிளஸ்டர்களில் குழுவின் முந்தைய பணிகளால் பதிலளிக்கப்படாத சில முக்கியமான கேள்விகளுக்கு பதிலளிக்கிறது.

இந்த ஆராய்ச்சி இயற்பியல் விமர்சனம் X-இல் வெளியிடப்பட்டுள்ளது.

References:

• Doran, R., Groszek, A. J., & Billam, T. P. (2022). Critical Velocity and Arrest of a Superfluid in a Point-Like Disordered Potential. arXiv preprint arXiv:2201.11887.
• Hossain, K., Kobuszewski, K., Forbes, M. M., Magierski, P., Sekizawa, K., & Wlazłowski, G. (2022). Rotating quantum turbulence in the unitary Fermi gas. Physical Review A, 105(1), 013304.
• Simula, T., Davis, M. J., & Helmerson, K. (2014). Emergence of order from turbulence in an isolated planar superfluid. Physical review letters, 113(16), 165302.
• Finne, A. P., Araki, T., Blaauwgeers, R., Eltsov, V. B., Kopnin, N. B., Krusius, M., & Volovik, G. E. (2003). An intrinsic velocity-independent criterion for superfluid turbulence. Nature, 424(6952), 1022-1025.