Ученые нашли необычный способ заглянуть в загадочный мир квантовой физики, используя воду. Для этого они смоделировали квантовый эффект, используя завихрения волн в резервуаре, и обнаружили удивительные вращающиеся узоры.
В квантовой физике реальность порой противоречит интуиции: частица может меняться под действием силы, даже не соприкасаясь с ней. Классический пример — эффект Ахаронова‑Бома: электроны, обходя магнитное поле стороной, все равно ощущают его влияние — их волновое поведение трансформируется. Предсказанный в 1959 году, этот эффект удалось подтвердить лишь спустя более чем 20 лет: изменения оказались настолько тонкими, что зафиксировать их было крайне сложно.
Исследователи из Окинавского института науки и технологий вместе с коллегами из других университетов подошли к задаче иначе. Они вдохновились идеей физика Майкла Берри, который предположил, что похожий эффект можно показать на обычной воде. Вместо электронов ученые взяли волны, а вместо магнитного поля — вихрь в центре резервуара.
Когда волны с противоположных сторон сталкивались вокруг вихря, возникали необычные картины: появлялись линии, где вода словно замирала, и эти линии медленно вращались. Причем они крутились в сторону, противоположную вихрю, а чем сильнее был поток, тем больше таких линий возникало. Сначала ученые даже подумали, что видят ошибку в эксперименте, но расчеты подтвердили — это реальное явление.
Такие вращающиеся узловые линии помогают увидеть скрытые физические эффекты, которые трудно заметить в настоящих квантовых опытах. Пока непонятно, пригодится ли это на практике, но сама идея очень перспективна. Например, можно попробовать создать в резервуаре сразу много вихрей — так получится имитировать процессы в особых материалах вроде сверхпроводников.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что физики разгадали тайны плазмы с помощью лазеров.
