Квантовая физика и Ван Гог: как картина помогла физикам открыть экзотические вихри

Ученые из Университета Осаки впервые наблюдали новый тип квантовой турбулентности, вдохновленный картиной Винсента Ван Гога "Звездная ночь" Исследование, опубликованное в журнале Nature Physics, выявило уникальную связь между искусством и современными открытиями в физике.

В центре внимания — нестабильность Кельвина — Гельмгольца, которая обычно возникает, когда два потока жидкости или газа движутся с разной скоростью. В эксперименте японские физики использовали двухкомпонентный бозе-эйнштейновский конденсат атомов лития, охлаждённых почти до абсолютного нуля. На границе двух потоков в квантовой жидкости возникли волны, а затем и новые структуры — эксцентричные дробные скирмионы.

Эти скирмионы имеют полулунную форму, что напомнило учёным большой полумесяц на картине Ван Гога "Звёздная ночь". Они представляют собой новый класс топологических дефектов, не вписывающихся в существующие классификации, и могут найти применение в спинтронике — технологии, использующей спины частиц для хранения и обработки данных.

Авторы исследования планируют продолжить эксперименты, чтобы проверить старые теоретические предположения и выяснить, возникают ли подобные вихри в других квантовых системах.