Forskare vid Rochester Institute of Technology är en del av en ny studie som kan hjälpa till att låsa upp potentialen hos supervätskor – i huvudsak friktionsfria specialämnen som kan upprätthålla rörelse när de väl initieras. Ett team av forskare ledda av Mishkat Bhattacharya, en docent vid RIT:s School of Physics and Astronomy and Future Photon Initiative, föreslog en ny metod för att detektera superfluid rörelse i en artikel publicerad i Fysiska granskningsbrev .

Forskare har tidigare skapat supervätskor i vätskor, fasta ämnen, och gaser, och hopp om att utnyttja superfluids egenskaper kan hjälpa till att leda till upptäckter som en supraledare som fungerar vid rumstemperatur. Bhattacharya sa att en sådan upptäckt skulle kunna revolutionera elektronikindustrin, där energiförlust på grund av resistiv uppvärmning av ledningar medför stora kostnader.

Dock, ett av huvudproblemen med att studera superfluids är att alla tillgängliga metoder för att mäta den känsliga superfluidrotationen stoppar rörelsen. Bhattacharya och hans team av RIT-postdoktorala forskare slog sig ihop med forskare i Japan, Taiwan, och Indien för att föreslå en ny detektionsmetod som är minimalt destruktiv, på plats, och i realtid.

Bhattacharya sa att teknikerna som används för att upptäcka gravitationsvågor som förutspåtts av Einstein inspirerade den nya metoden. Grundidén är att passera laserljus genom den roterande supervätskan. Ljuset som dök upp skulle då plocka upp en modulering vid frekvensen av superfluidrotation. Att detektera denna frekvens i ljusstrålen med hjälp av befintlig teknik gav kunskap om superfluidrörelsen. Utmaningen var att säkerställa att laserstrålen inte stör superflödet, vilket teamet åstadkom genom att välja en ljusvåglängd som skiljer sig från den som skulle absorberas av atomerna.

"Vår föreslagna metod är den första som säkerställer minimalt destruktiv mätning och är tusen gånger känsligare än någon tillgänglig teknik, " sa Bhattacharya. "Detta är en mycket spännande utveckling, eftersom kombinationen av optik med atomärt superflöde lovar helt nya möjligheter för avkänning och informationsbehandling."

Bhattacharya och hans kollegor visade också att ljusstrålen aktivt kunde manipulera superströmmar. Särskilt, de visade att ljuset kunde skapa kvantintrassling mellan två strömmar som flyter i samma gas. Sådan intrassling kan vara användbar för att lagra och bearbeta kvantinformation.