可能な限り最も低い温度で–水銀（液体ヘリウムを使用）–は、超伝導と呼ばれる状態を形成します。今まで…
ケルビンスケールで絶対零度から数度以内（マイナス273℃またはマイナス460華氏）になると、液体ヘリウム4は驚くべき超流動状態になります。渦巻いて、カールして、身体の欠如は、ほぼ1世紀にわたって科学者を困惑させてきました。現在、ワシントン大学の物理学者が率いるチームは、オープンサイエンスに利用できる最も強力なスーパーコンピューターを使用して、超流動体のリアルタイムの挙動を説明する理論的な画像を作成しました。ここの責任者は誰ですか？フェルミオンと呼ばれる素粒子を試してください。
超流動体が中性子星の一部であるのと同様に、フェミオンは電子、陽子、中性子などの自然方程式の大部分です。毎秒1〜1,000回回転する中性子星またはパルサー–超流動表面は、地球上の対応するものとは大きく異なる働きをします。速度が上がると、三角形のパターンでグループ化された一連の小さな渦を形成します。これにより、超流動構造内にブレードが形成されます。 「適切な速度に達すると、真ん中に渦を1つ作成します」とブルガック氏は言います。 「速度を上げると、渦の数が増えます。しかし、それは常に段階的に行われます。」
科学はそれを再現できますか？はい。真空チャンバーとレーザービームを使用して高強度の電場を作成する実験室モデルでは、小さなサンプル（おそらく100万原子）を絶対零度近くの温度まで冷却できました。次に、「レーザースプーン」を使用して、渦を生成するのに十分な速さで超流動体を攪拌します。
「奇妙な振る舞いを理解しようとする際に、科学者たちは、一杯のコーヒーがかき混ぜられているときの渦巻きの動きを説明するために使用するような記述方程式を考案しようとしました。」ブルガックは言った。 「しかし、フェルミオンで作られた超流動体での作用を説明するには、ほぼ無限の数の方程式が必要です。それぞれが、速度、温度、密度などの1つの変数のみが変更された場合に何が起こるかを説明します。変数はリンクされているため、1つを変更すると、他の変数も変更されます。」
数学的仮説を立てる上での主要な課題の1つは、1兆以上に達したさまざまな変数の変更に関する問題を処理するために必要な計算能力の量です。それで、彼らはどうやってそれをしましたか？チームは、世界最大のスーパーコンピューターの1つであるテネシー州のオークリッジ国立研究所にあるJaguarPFコンピューターを7000万時間相当使用しました。 -100万コア）。冷やしてみてください！
「これは、これらの計算の複雑さと、これがいかに難しいかを示しています」とブルガック氏は語った。問題をさらに複雑にするために、超流動体が攪拌される速度が速ければ速いほど、その特性は失われますが、仮説ほど速くはありません。 「研究は、研究者がコンピューターシミュレーションを使用して中性子星の特性を「ある程度」研究できることを意味します。」ブルガックは言った。 「それはまた、冷たい原子の物理学における研究の新しい方向を開きます。」
そして、私たちの側でより多くの宿題。
元のストーリー出典：ワシントン大学。
