מערבולת קוונטית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש

מערבולת קוונטית מייצגת זרימת שטף מכומתת של גודל פיזיקלי כלשהו. תכופות מערבולות קוונטיות הן ליקוי ""טופולוגי"" המתרחש בנוזל על ומוליכי-על. קיומם של מערבולות קוונטיות ניבא לראשונה על ידי לארס אוסנג'ר בשנת 1949 בקשר עם נוזל על של הליום-4. אוסנג'ר הסביר כי זו היא תוצאה ישירה של קיום פרמטר סדר (ראה פרמטר הסדר) של נוזל על, כפונקציית גל מרחבית, אוסנג'ר ציין כי מערבולות קוונטיות מתארות את זרימתם של נוזלי - על ושכיח לשער כי ההתרגשות שלהם אחראית למעברים פאזיים של נוזלי על. רעיונות אלו היו נחוצים לפיתוח ההבנה של פרמטר הסדר ומעברים פאזיים של נוזלי על, הם אף פותחו על ידי ריצ'רד פיינמן ב-1955, יתרה מזאת, הועילו ויושמו לתיאור דיאגרמת השלבים המגנטיים של מוליכי-על מסוג II מאת אלכסיי אלכסייביץ 'אבריקוסוב ( על שמו נקרא מערבולת אבריקסוב, ישנו פירוט נוסף עליה בהמשך). בשנת 1935 פרץ פריץ לונדון יצירה קרובה מאוד בנושא כימות שטף מגנטי במוליכי-על. ניתן להחשיב את השטף של לונדון כמערבולת קוונטית. מערבולות קוונטיות נצפות בניסוי במוליכי-על מסוג II (מערבולת אבריקוסוב), הליום נוזלי וגזים אטומיים [5] (ראו עיבוי בוז-איינשטיין), כמו גם בשדות פוטון (מערבולת אופטית) ובנוזל-על אקסיטון-פולריטון.

בנוזל על, מערבולת קוונטית "נושאת" תנופה זוויתית מכוונת מכופלת, ובכך מאפשרת לסובב הנוזלים להסתובב; במוליך-על, המערבולת נושאת שטף מגנטי כמותי.

המונח "מערבולת קוונטית" משמש גם במחקר על מעט בעיות גוף. תחת תאוריית דה ברוגלי - בוהם (בה מכניקת הקוונטים היא תאוריה "דטרמיניסטית"), ניתן להפיק "שדה מהירות" מפונקציית הגלים. בהקשר זה מערבולות קוונטיות הן אפסים בפונקציית הגלים, שסביבם יש לשדה המהירות הזה צורה סולנואית, דומה לזו של המערבולת הלא-מוגדרת על זרמים פוטנציאליים של דינמיקת נוזלים מסורתית.

מערבולות נוספות[עריכת קוד מקור | עריכה]

מערבולת אבריקסוב היא מערבולות קוונטית, שנחזתה תאורטית על ידי אבריקסוב ב-1957, נצפתה לראשונה במוליכי על מסוג II, והיא פלקסון (שטף אלקטרומגנטי קוונטי), [2] מערבולות אבריקוסוב מתרחשות בתורת המוליכות העל של גינצבורג – לנדאו (ראו תורת לנדאו), ויש להם אף פירוש במסגרת מתמטית ישירה כמערבולות בצרורות קו מורכבים על סעפת רימנית.

מערבולות ספונטניות[עריכת קוד מקור | עריכה]

מערבולות קוונטיות יכולות להיווצר באמצעות מנגנון קבבל-צורק אשר מייצג את הדינמיקה הלא מאוזנת, ואת הפגמים הטופולוגיים (כגון מערבולות) העלולים להתהוות במעבר שלב (כמעבר פאזה) בקצב סופי.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]