逆超流体流而游:通过光量子流体中涡旋-反涡旋脱落实现自推进
超流体在低于临界速度时会无摩擦流动,对杂质呈现零阻力效应。一旦超过该阈值,超流特性便会瓦解,内能将重新分配为涡旋等非相干激发态。该研究团队证实,当超过临界速度时,浸没在二维近轴光超流体中的有限质量移动杂质能够逆着超流电流实现“游动”。这种自推进机制源于周期性向下游发射量子化涡旋-反涡旋对,由此产生的上游反冲动量会形成净推进力。与生物系统通过利用尾流湍流来最小化能耗相似,该杂质将涡旋反作用力转化为被动运动机制。通过将杂质动力学简化为质心运动并采用点涡旋模型,研究人员定量描述了该机制如何依赖于杂质几何形状与周围流速。该工作建立了量子流体内能耗散与活性物质系统自推进概念之间的基本联系,为利用涡旋实现微观尺度可控量子输运开辟了新途径。
量科快讯
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