가능한 가장 차가운 온도 인 수은 (액체 헬륨의 도움으로)은 초전도라고 불리는 상태를 형성합니다. 지금까지…
켈빈 스케일 (마이너스 273 또는 460 화씨)에서 절대 영도의 몇도 내에서 취해질 때, 액체 헬륨 -4는 현저한 초 유체 상태가됩니다. 소용돌이 치고, 말리며, 몸의 부족은 거의 한 세기 동안 과학자들을 당황하게 만들었습니다. 이제 개방형 과학에 사용할 수있는 가장 강력한 슈퍼 컴퓨터를 사용하는 워싱턴 대학 물리학자가 이끄는 팀이 슈퍼 유체의 실시간 동작을 설명하는 이론적 인 그림을 만들었습니다. 여기서 책임있는 당사자는 누구입니까? fermions라고 불리는 아 원자 입자를 사용해보십시오.
초 유체가 중성자 별의 일부인 것처럼, 펨션은 전자, 양성자 및 중성자로 자연 방정식의 많은 부분입니다. 초 중성 별 – 또는 펄서 – 초 유체 표면은 1 초에서 1,000 배 사이에서 회전하며, 여기에서 지구와는 다른 유체와 매우 다르게 작용합니다. 속도가 증가함에 따라 일련의 작은 소용돌이가 삼각형 패턴으로 그룹화되어 초 유체 구조 내에 브레이드가 형성됩니다. Bulgac은“올바른 속도에 도달하면 중간에 하나의 소용돌이를 만듭니다. “속도를 높이면 소용돌이의 수가 증가합니다. 그러나 항상 단계적으로 발생합니다.”
과학이 그것을 재창조 할 수 있습니까? 예. 고 강도 전기장을 생성하기 위해 진공 챔버와 레이저 빔을 사용하는 실험실 모델은 100 만 원자의 작은 샘플을 절대 영점 근처의 온도로 식히는 데 성공했습니다. 그런 다음 "레이저 스푼"을 사용하여 소용돌이를 만들기에 충분한 초 유체를 빠르게 저어줍니다.
"이상한 행동을 이해하기 위해 과학자들은 커피 한 잔에서 소용돌이 치는 동작을 설명하는 데 사용할 수있는 것과 같은 설명적인 방정식을 고안하려고 시도했습니다." 불락이 말했다. 그러나 페르미온으로 만들어진 초 유체에서의 작용을 설명하기 위해서는 거의 무제한의 방정식이 필요합니다. 각각 속도, 온도 또는 밀도와 같은 하나의 변수 만 변경되면 어떻게되는지 설명합니다. 변수가 연결되어 있기 때문에 하나의 변경이 있으면 다른 변수도 변경됩니다.”
수학적 가설을 공식화하는 데있어 주요 과제 중 하나는 1 조 이상의 다양한 변수 변경 문제를 해결하는 데 필요한 컴퓨팅 능력의 양입니다. 그래서 그들은 어떻게 했습니까? 이 팀은 세계에서 가장 큰 슈퍼 컴퓨터 중 하나 인 테네시의 Oak Ridge National Laboratory에서 JaguarPF 컴퓨터를 7 천만 시간에 달하는 데 사용했으며, 단일 코어 개인용 컴퓨터에서 거의 8,000 년이 소요되었습니다 (JaguarPF는 거의 1/4 -백만 코어). 그냥 식히세요!
Bulgac은“이것은 이러한 계산의 복잡성과 이것이 얼마나 어려운지를 알려줍니다. 문제를 더욱 복잡하게 만들기 위해, 초 유체가 더 빨리 교반되면 가설을 세우는 것만 큼 빠르지는 않지만 그 특성을 잃게됩니다. "연구 결과는 연구원들이 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 중성자 별의 성질을 어느 정도 연구 할 수 있음을 의미합니다." 불락이 말했다. "또한 저온 원자 물리학에 대한 새로운 연구 방향을 제시합니다."
그리고 우리에게는 더 많은 숙제가 있습니다.
오리지널 스토리 출처 : University of Washington.
