兰卡斯特大学：在奇异的量子超流体中观察到的具有正方形和四面体对称性的漩涡
一组物理学家在超冷原子气体中创造并观察到了一种全新的漩涡——微小而奇异的漩涡，它们产生了“超越最先进的”对称性。
研究人员的国际合作由 David Hall 教授(美国阿默斯特学院)和英国研究人员 Magnus Borgh 博士(东英吉利大学)和 Janne Ruostekoski 教授(兰开斯特大学)领导。
这一发现发表在《自然通讯》杂志上，详细介绍了这些奇异漩涡在超冷原子气体中的首次实验室研究，温度低至绝对零以上十亿分之一度。
该团队的工作可能会对量子信息和计算的非常规实现产生令人兴奋的未来影响。
漩涡是自然界中常见的物体，从浴缸排水管的水到飓风周围的气流。
在量子力学系统中，例如原子玻色-爱因斯坦凝聚体，涡流往往很小，它们的循环以离散的、量化的单位出现。
这种涡旋长期以来一直是物理学家着迷的对象，并有助于阐明超流体和超导的不寻常特性。
然而，这里观察到的漩涡的奇异性质是由于它们的对称性。
从宇宙学到基本粒子的物理理论的一个特别引人入胜的特性是不对称世界的出现，尽管存在完美的潜在对称性。当水结冰时，液体中的无序分子会自行排列成周期性阵列。
虽然这里的涡旋介质是一种流体，但它也具有一组隐藏的离散对称性。例如，该团队的一个创作具有正方形的四重对称性，另一个具有四面骰子的对称性，这是各地幻想游戏玩家所熟悉的。
Ruostekoski 教授解释说：“普通流体不会有这样的表现，可能类似的物体只存在于中子星的深处。事实上，团队创造的涡流超出了最先进的水平。”
“部分原因是这些与物理学的陌生领域的联系使我们的工作具有吸引力，”霍尔教授说。“部分原因是我们人类对对称的审美欣赏。”
“漩涡和流体的潜在对称性以有趣的方式相互作用，”博格博士解释说。
“一个后果是，如果两个涡流的位置互换，它们会在流体中留下过程的痕迹。这条痕迹将相互作用的漩涡永久地连接在一起，就像梯子上的梯级一样。”
直接观察这些行为成为团队研究的重点，其实验部分设在阿默斯特学院。
“我们很幸运有非常有才华和敬业的学生，他们可以做这些具有挑战性的实验，”霍尔教授说，特别是这项研究的第一作者 Arthur Xiao。
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