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4 aprile 2014

Università di Trieste: Vortici Quantistici e Onde di Kelvin

Ricerca Unibo

Università di Trieste – Vortici quantistici: le onde di Kelvin visualizzate per la prima volta

Ricerca - Università di Trieste

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Lo studio su PNAS. Visualizzate per la prima volta le onde di Kelvin emesse dalla riconnessione di vortici quantistici nell’elio superfluido.

Pubblicata su PNAS la ricerca derivante dal lavoro di ricerca svolto presso l’Università del Maryland per la tesi di dottorato del Dott. Enrico Fonda in Environmental and Industrial Fluid Mechanics (Dipartimento di Matematica e Geoscienze, Università di Trieste) che conferma le precedenti descrizioni teoriche. Utili a comprendere la dinamica dei superfluidi, i risultati dello studio potrebbero offrire spunti per applicazioni e implicazioni in ambiti di ricerca anche al di fuori dalla fisica della materia condensata.

«Per la prima volta abbiamo osservato la formazione delle onde di Kelvin emesse dalla riconnessione di vortici quantistici nell’elio-4 superfluido» afferma Enrico Fonda. «Confermando la descrizione teorica, la forma di tali onde è ben ricalcata dalle curve-soluzioni di una equazione proposta all’inizio del secolo scorso dal giovane italiano Luigi Sante Da Rios sotto la supervisione del matematico Tullio Levi-Civita.»

«Comprendere la dinamica dei superfluidi – prosegue il ricercatore – potrebbe offrire spunti in ambiti di ricerca anche al di fuori dalla fisica della materia condensata: dalle stringhe cosmiche, alle stelle di neutroni, fino alle dislocazioni in cristalli liquidi. Di particolare rilevanza, l’analogia tra superfluidi, fluidi che scorrono senza attrito, e superconduttori, materiali che conducono elettricità senza resistenza, caratterizzati anch’essi dalla presenza di vortici quantistici.»

Dichiara infine l’autore dello studio: «l’interazione di un gran numero di vortici quantistici, la cosiddetta turbolenza quantistica, potrebbe inoltre aiutare a comprendere la sua controparte classica, ultimo grande problema irrisolto della fisica Newtoniana.»

Lo studio è partito da misure fatte all’Università del Maryland nel gruppo del Prof. Lathrop, durante la ricerca svolta dal dott. Enrico Fonda, laureato in Fisica all’Università di Trieste, per il lavoro di tesi di dottorato in Environmental and Industrial Fluid Mechanics (adesso chiamato Doctoral School in Earth Science and Fluid Mechanics), parte del Dipartimento di Matematica e Geoscienze, sotto la supervisione del Prof. Sreenivasan.

Lo studio dell’Università di Trieste è stato condotto assieme ai co-autori David P. Meichle, studente di dottorato dell’Università del Maryland, Nicholas T. Ouellette, visiting professor all’Università del Maryland e adesso professore associato alla Yale University, Sahand Hormoz, post-doc presso il Kavli Institute of Theoretical Physics dell’Università di Santa Barbara, e al Prof. Daniel P. Lathrop dell’Università del Maryland che ha coordinato il gruppo di ricerca.

Enrico Fonda attualmente sta lavorando come post-doc alla New York University.


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