有史以来第一个“量子龙卷风”让科学家在实验室中模拟黑洞

黑洞是我们物理理论极限的对象，因此我们越了解它们，我们就可以越好测试对宇宙的了解。而天体物理黑洞研究以多种方式进行了研究，在实验室中分析一个会更容易。不幸的是，在实验室中拥有一个会导致该实验室的破坏，也许会导致地球，因此科学家发现了下一个最好的事情：他们使用量子龙卷风创建了模拟。

什么时候氦将其冷却至绝对零以上几个度，它变成了超氟。在这种状态下，整个液体变成量子机械。它没有摩擦而流动 - 因此它不会随着动力而移动而失去动能 - 当搅拌时，超氟可以形成无限期旋转的涡流。

“超流体氦气包含称为量子涡旋的微小物体，它们往往会彼此分开。在我们的设置中，我们设法将成千上万的量子局限于一个类似于龙卷风的紧凑型物体，在量子液体的领域中实现了具有创纪录力量的涡流流，”论文的主要作者，作者，诺丁汉大学数学科学学院的Patrik Svancara博士在陈述。

在实验室中模拟了黑洞水和声波，但是使用超氟氦气使它们更接近现实 - 这是由于它是无摩擦的。这是模拟时空和黑洞的更现实的方法。

“使用超流体氦气使我们能够比以前在水中进行的实验更详细地研究微小的表面波。由于超流体氦气的粘度非常小，我们能够精心研究它们与超流体龙卷风的相互作用，并将发现与我们自己的理论预测进行比较。” Svancara博士补充说。

这项工作是多年的。最新结果表明，研究人员如何看到类似于黑洞周围存在的相似之处。他们认为这种方法可以帮助研究量子场在旋转和弯曲方面的行为时空。

“当我们在2017年最初的模拟实验中首次观察到黑洞物理学的明确特征时，这是理解某些奇怪现象的突破性时刻，即使不是不可能，也可以在其他方面进行研究。” Silke Weinfurtner，他在黑洞实验室中领导着该实验的作品

“现在，通过我们更复杂的实验，我们将这项研究提升到了一个新的水平，这最终可能会导致我们预测量子场在天体物理黑洞周围的弯曲空间中的表现。”

该研究发表在杂志上自然。