Không phải bão trong tách trà mà là lốc xoáy trên một chip silicon

Lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu trường đại học Queensland đã kết hợp các chất lỏng lượng tử và công nghệ chip bằng silicon để nghiên cứu về cuộn xoáy/chảy rối, mở ra cánh cửa đến các công nghệ định hướng và cải thiện hiểu biết của chúng ta về các động lực học chảy rối của những lốc xoáy và những hiện tượng tmhời tiết cực đoan khác.

Giáo sư Warwick Bowen, từ Sáng kiến Cảm biến chính xác của trường đại học Queensland và Trung tâm nghiên cứu xuất sắc về Các hệ lượng tử kỹ thuật thuộc Hội đồng nghiên cứu Úc, cho biết nghiên cứu này là “một thành tựu đáng kể” và đem lại một cách thức mới để nghiên cứu về chảy rối/cuộn xoáy (turbulence).

“Chảy rối thường được coi là vấn đề tồn tại chưa được giải quyết một cách thấu đáo trong vật lý”, giáo sư Bowen nhận xét.

Công bố “Coherent vortex dynamics in a strongly interacting superfluid on a silicon chip” (Động lực học xoáy cố kết trong một chất siêu lỏng tương tác mạnh ở một chip silicon) mới được xuất bản trên tạp chí Science.

“Nghiên cứu cho phép chúng ta quan sát chảy rối lượng tử ở cấp độ nano, tương tự như hành vi mà người ta thấy ở các cơn lốc xoáy”, giáo sư Bowen nói thêm về ý nghĩa công bố. “Thành công này có được là từ các đặc tính của những chất lỏng lượng tử, vốn về cơ bản khác biệt với các chất lỏng thông thường”.

Giáo sư Bowen cho biết, vấn đề đơn giản hóa bài toán chảy rối bằng việc sử dụng các chất lỏng lượng tử từng được đặt ra hơn 50 năm trước.

“Kỹ thuật nghiên cứu mới của chúng tôi rất thú vị bởi nó cho phép lần đầu tiên nghiên cứu chảy rối lượng tử trên một chip silicon”, ông nói.

Nghiên cứu này cũng dẫn đến những gợi ý về các hiện tượng diễn ra trong không gian, nơi các dòng chảy chất lỏng lượng tử được dự đoán là tồn tại bên trong các vật thể vật lý thiên văn đậm đặc.

“Nghiên cứu của chúng tôi có thể giúp giải thích cách các vật thể này hành xử như thế nào”, ông giải thích.

TS. Yauhen Sachkou, tác giả liên hệ của công bố, cũng nói rằng các ngôi sao neutron quay mất mô men góc trong các hoạt động “tắt bật” lặp đi lặp lại.

“Hoạt động này được cho là xảy ra quanh một chảy rối lượng tử”, TS. Sachkou nói.

Theo TS. Christopher Baker, đồng tác giả nghiên cứu, công bố giúp cho việc chế tạo các máy gia tốc kế trên cơ sở chip silicon với độ nhạy vượt xa những thiết bị tương tự hiện hành trở thành có thể.

“Trong các chất lỏng lượng tử, các nguyên tử cư xử như ở dạng sóng hơn là hạt”, TS. Baker nói. “Nó cho phép chúng tôi khả năng thiết kế các cảm biến giống laser từ các nguyên tử”. 

Thanh Phương dịch

Nguồn: https://phys.org/news/2019-12-storm-teacup-cyclone-silicon-chip.html