Kvantvätskor kan blandas på väldigt konstiga sätt, enligt nya datasimuleringar av exotiska tillstånd av materia som kallas Bose-Einstein-kondensat (BEC).

Långt i framtiden, BEC kan möjliggöra nya sorters ultrasnabba datorer. Men för nu, forskare försöker bara förstå den grundläggande fysiken för hur de fungerar.

Det är vad en Ohio State University -gästforskare vid Institutionen för fysik, Kui-Tian Xi, och hans kollegor gjorde när de använde en superdator för att simulera vad som skulle hända om någon blandade två magnetiskt polariserade BEC.

Ögonblicksbilder från simuleringarna, publicerad i tidningen Fysisk granskning A , likna bläckfläckstester som kan tolkas på olika sätt. När den ena vätskan trängde upp genom den andra, Xi såg först klossarna bilda en sköldpadda (det vill säga ett mönster med sex fingerliknande former som såg ut som ett huvud, svans och fyra ben, liknande en sköldpadda), sedan en groda (bakbenen akimbo) och slutligen en explosion av svampformer.

Det kanske inte var precis vad han förväntade sig, men Xi sa att han inte var så förvånad, antingen.

"För att vara ärlig, Jag förväntade mig att jag kanske skulle se några intressanta dynamiska egenskaper. Men när jag först såg sköldpaddan, Jag trodde att jag kanske hade beräknat parametrarna för simuleringen fel, "sa han." Då insåg jag att det kan finnas någon form av instabilitet i vätskans gränssnitt, precis som för klassiska vätskor. "

Bose Einstein kondensat är gaser gjorda av atomer som är så kalla, hela deras rörelse upphör nästan. Som den indiska fysikern Satyendra Nath Bose och Albert Einstein förutspådde på 1920 -talet - och experiment så småningom visade sig på 1990 -talet - visar BEC konstiga egenskaper eftersom alla atomer upptar samma kvanttillstånd.

Som sådan, BEC är superfluider. De ska vara friktionslösa, så de ska flyta ihop med noll viskositet. Än, när Xi justerade parametrarna för simuleringen, såsom styrkan hos de magnetiska interaktionerna, de två vätskorna blandades som om den ena var mer trögflytande än den andra - hur det viskösa heta vaxet bobbar igenom mindre visköst vatten inuti en lavalampa.

Xi och hans kollegor, inklusive Hiroki Saito, studieledare och professor i ingenjörsvetenskap vid University of Electro-Communications i Japan, tror att simuleringarna ger ledtrådar till fenomen som fysiker har sett i faktiska experiment. Under vissa omständigheter, BEC verkar verka som normal materia.

Särskilt, Xi pekar på senaste numeriska simuleringar vid Newcastle University där en annan superfluid, flytande helium, bildade vågor av turbulens när den flödade över en tråds grova yta.

Orsaken till det konstiga simulerade BEC -beteendet återstår att se, men Xi sa att nuvarande teknik skulle göra det möjligt för experimentella fysiker att genomföra experimentet på riktigt. Som teoretiker, fastän, han kommer att fokusera på de möjliga konsekvenserna av en ökande koppling mellan beteendet hos kvant och klassiska vätskor.