Добавить новость
Все города России от А до Я

Russian.City — региональные новости городов России 24/7 на русском

Топ

Физик из ТГУ предсказал необычные свойства квантовых вихрей

Физик из ТГУ предсказал необычные свойства квантовых вихрей

Профессор Тольяттинского государственного университета Сергей Талалов представил математическую модель поведения квантового вихревого кольца вблизи твёрдой стенки. Работа продолжает цикл его исследований по квантовым вихрям и квантовой турбулентности и приближает к пониманию того, как возникает турбулентность и сверхтекучесть на микроуровне.

Доктор физико-математических наук, профессор Сергей Талалов из института цифровых технологий ТГУ разработал модель, которая показала, что в определённых ситуациях квантовые вихри с высокой вероятностью концентрируются у поверхности, а не в глубине жидкости. Это означает, что квантовый пограничный слой действительно существует. Раньше считалось, что в сверхтекучих жидкостях такого слоя нет, и его существование требовало. теоретического обоснования. Экспериментальное подтверждение существования пограничного слоя в сверхтекучей жидкости появилось, по меркам теоретической физики, совсем недавно (журнал Physical Review Letters, 2017).

Кроме того, учёный установил, что вихри в рассмотренной квантовой системе возникают не при любых условиях: их появление напрямую зависит от скорости набегающего потока. Пока жидкость течёт медленно, вихрей нет, но как только скорость превышает некоторое критическое значение, становятся возможными устойчивые вихревые состояния.

Одним из самых неожиданных выводов работы профессора стало предсказание существования у вихря отрицательной эффективной массы. Это означает, что в определённых квантовых состояниях при увеличении импульса энергия будет не увеличиваться, а уменьшаться.

– Если апеллировать к классическим аналогиям (которых, здесь, по большому счёту, нет), это похоже на ситуацию, когда вы толкаете тележку, а она катится вам навстречу, – поясняет Сергей Талалов.

Модель также предсказывает, что некоторые рассмотренные квантовые состояния вихря нестабильны и имеют конечное время жизни. Это соответствует реальной картине турбулентности, где вихри постоянно рождаются и исчезают.

– Сейчас главная задача – перейти от описания одиночного вихря к моделированию их ансамбля. Именно взаимодействие множества вихрей рождает турбулентность, и следующий шаг – построить такую теорию. Если это удастся, появится возможность описывать квантовую турбулентность с самых первых мгновений её возникновения. Начало этой работе уже положено, первые результаты опубликованы мной в 2023 году (журналы Physics of Fluids, Physical Review Fluids) и в 2026 г (январь, журнал Chaos, Solitons and Fractals). В целом, это задача на длительный период. Предполагаю, что кроме новых идей, здесь потребуется компьютерное моделирование с привлечением методов работы с большими данными, – подчёркивает Сергей Талалов.

Работа профессора из ТГУ важна не только сама по себе. Квантовая турбулентность – это хаос вихрей в сверхтекучих жидкостях, например, в жидком гелии. Пока никто не может точно описать, как из беспорядка рождается упорядоченное течение или наоборот.

Понимание того, как ведёт себя множество вихрей с самого начала их возникновения, позволит описать природу турбулентности на фундаментальном уровне. А это, в свою очередь, важно для сверхтекучих систем, которые уже применяются в научных экспериментах и перспективных разработках.

Исследование опубликовано в печатном номере престижного научного журнала Chaos, Solitons and Fractals.

Этот материал опубликован пользователем сайта через форму добавления новостей.
Ответственность за содержание материала несет автор публикации. Точка зрения автора может не совпадать с позицией редакции.

Новости Самарской области

Все новости Тольятти на сегодня

Другие новости Тольятти

Спорт в Самарской области

Весь спорт в России и в мире



Новости тенниса


Частные объявления в Тольятти и в Самарской области



Авто в Самарской области

Новости от партнёров в Тольятти


Коронавирус в Самарской области

Экология в Самарской области
Музыкальные новости

Другие города России



Russian.City — новый бренд от федеральной интернет-платформы Russia24.pro (в содружестве с сайтом smi24.net) – мгновенная публикация новостей в Тольятти и в любом городе, онлайн, бесплатно, 24/7 при участии Rss.plus.

Russian.City (Города России) — технологичный агрегатор региональных новостей России в адаптивном календарном формате на основе новейшей авторской информационно-поисковой системы SMI24.net с элементами искусственного интеллекта, гео-отбора, тематического таргетинга и возможностью мгновенной публикации авторского контента в режиме Free Public.

Russian.City — ваши оперативные новости, частные объявления, работа, знакомства, аренда и другое инфо онлайн 24/7, посуточно в любом уголке России, в том числе в Тольятти сегодня и сейчас совместно с уже популярными проектами Moscow.Media, News-life.pro, SportsWeek.org, Life24.pro и др. Присоединяйтесь к нам онлайн в России, в Беларуси, в Абхазии, в мире.

Опубликовать свою новость в Тольятти можно мгновенно — здесь.


Все города России от А до Я


















Другие новости сегодня



18+