Nya teorier om supervätskor ger kvantfysiken nytt blod

På senare år har den tekniska utvecklingen snabbt närmat sig gränsen där mikrovärldens lagar, dvs. kvanteffekter, blir allt viktigare. Detta ställer krav på bättre förståelse för materia vid dessa extrema förhållanden.

Särskilt viktigt är det kollektiva beteendet hos system som består av många partiklar under sådana förhållanden, så kallade kvantvätskor. Egor Babaev, som nu publicerar sina resultat i Nature Physics, förutsäger att det flytande metalliska tillståndet hos väte pekar på en ny klass av kvantvätskor.

– Kvantvätskor, som supraledare och supervätskor, är speciellt viktiga i fysiken eftersom de på ett synligt sätt ger uttryck för mikrovärldens lagar. I kvantvätskorna uppför sig ett enormt antal partiklar synkroniserat enligt mikrovärldens lagar, vilket gör det möjligt att direkt observera dessa lagar i ett laboratorium. Många principer för fysikens mikrovärld har klargjorts genom experimentella studier av supervätskor och supraledare. En förutsägelse om en ny sorts kvantvätska och dess experimentella observation utvidgar våra kunskaper om detta viktiga område, säger han.

I sin forskning kring egenskaperna hos flytande metalliska tillstånd hos väte har han funnit att dessa inte alls följer de mönster man intuitivt skulle tro, utan visar egenskaper som motsäger klassisk fysik:

När du rör om i en tekopp med en sked flödar teet runt i omrörningsrikningen. I metalliskt väte, som förutsätter mycket högt tryck, leder istället kvanteffekter till att protonerna flödar runt i motsatt riktning mot omrörningen. Dessa resultat förutsäger alltså en ny klass av supervätskor – metalliska supervätskor.

Magnus Myrén