Redemoinhos em um la­quido exa³tico conhecido como superfluido se fundem para formar grandes va³rtices, ana¡logos a como os ciclones se formam na atmosfera turbulenta.

A nova pesquisa, por uma equipe da Universidade de Queensland, do Centro de Excelaªncia ARC para Sistemas Qua¢nticos de Engenharia (EQUS) e do Centro de Excelaªncia ARC em Tecnologias de Eletra´nica de Baixa Energia (FLEET) seráimportante para aplicações tecnologiicas emergentes de superfluidez , como o sensoriamento de precisão.

O principal autor e tea³rico Dr. Matt Reeves disse que os resultados da equipe fornecem validação experimental de uma teoria de 70 anos - um modelo para o equila­brio de va³rtices bidimensionais pelo Praªmio Nobel Lars Onsager.

“Va³rtices grandes e de longa duração, como ciclones ou a Grande Mancha Vermelha de Jaºpiter, geralmente se formam a partir de fluxos de fluidos turbulentos, como as atmosferas dos planetas”, disse ele.

"O modelo de Onsager explica a existaªncia dessas estruturas, mas atéagora os experimentos tendem a entrar em conflito com as previsaµes", disse ele.

"Uma complicação chave éque a maioria dos fluidos são viscosos, o que significa que resistem ao fluxo.

"Superfluidos, que não tem viscosidade, são, portanto, candidatos ideais para realizar o modelo de Onsager."

O Dr. Tyler Neely, que liderou os experimentos, disse que a equipe estudou o comportamento dos va³rtices em um superfluido conhecido como condensado de Bose-Einstein, que éproduzido pelo resfriamento de um gás de a¡tomos de ruba­dio a temperaturas extremamente frias .

"Criamos um disco fino do superfluido e, em seguida, usamos lasers para injetar va³rtices em locais cuidadosamente especificados", disse ele.

"Os va³rtices se misturaram rapidamente, fundindo-se em um aºnico grande aglomerado em apenas alguns segundos, muito parecido com um grande ciclone se formando na atmosfera turbulenta .

"No entanto, a coisa mais emocionante foi a nota¡vel concorda¢ncia entre teoria e experimento - a teoria previu a forma das estruturas de va³rtices gigantes finais no superfluido excepcionalmente bem.

“Nossos resultados sugerem que os superfluidos podem ser usados ​​para aprender coisas novas sobre turbulaªncia e sera£o cruciais para o desenvolvimento de sensores de precisão baseados em superfluidos”.

Este trabalho responde a algumas das principais perguntas pendentes de trabalhos anteriores da equipe sobre aglomerados de va³rtices, publicados em 2019 na revista Science .

A nova pesquisa foi publicada na Physical Review X.