蘭卡斯特大學的物理學家開發了一種研究量子流體中的渦流的新技術。Andrew Guthrie、Sergey Kafanov、Theo Noble、Yuri Pashkin、George Pickett和Viktor Tsepelin與莫斯科國立大學的科學家合作，使用微型機械諧振器檢測超流體氦中的單個量子渦流。他們的工作發表在當前的《自然通訊》雜誌上。

這項關於量子湍流的研究比現實世界中的湍流更簡單，因為在日常現像中可以觀察到湍流，如衝浪、快速流動的河流、波濤洶湧的風暴雲或煙囪煙霧。儘管它是如此普遍，並且在各個層面，從星係到亞原子都有發現，但人們仍然沒有完全理解它。

物理學家知道支配空氣和水等流體流動的基本納維-斯托克斯方程，但儘管經過幾個世紀的努力，這些數學方程仍然無法得到解決。

但是，量子湍流可能提供了答案的線索。量子流體中的湍流比其”混亂”的經典對應物要簡單得多，並且是由相同的單量子化渦流組成的，可以被認為是為該現象提供了一個”原子理論”。然而，量子系統中的湍流，例如超流體氦4中的湍流，發生在微觀尺度上，之前，科學家還沒有足夠精確的工具來探測這麼小的渦流。

海上運輸中使用的大部分能量都用於製造湍流。資料來源：蘭卡斯特大學

但是現在，蘭卡斯特大學物理學團隊在絕對零度以上幾千分之一的溫度下工作，通過使用超流體中的納米級”吉他弦”，利用納米科學來探測單個量子渦旋（其核心尺寸與原子直徑相當）。

該團隊是如何做到這一點的：沿著”弦”的長度（大約100納米寬的條形）捕獲一個單一的渦旋。當一個漩渦被困住時，桿的共振頻率會發生變化，因此可以跟踪漩渦的捕獲和釋放率，從而為了解湍流結構打開一個窗口。