来自 Skoltech 的研究人员和他们来自英国的同事成功地在相互作用的极化子凝聚物中创建了一个稳定的巨型涡流，解决了量化流体动力学的一个已知挑战。 这些发现为创造具有独特结构的相干光源和探索独特极端条件下的多体物理学提供了可能性。这篇论文发表在《自然通讯》杂志上。

在流体力学中，涡流是流体围绕点（二维）或线（三维）旋转的区域；您在油箱中明显看到的涡流，或者可能在飞行过程中以湍流的形式出现。量子世界也有漩涡：量子流体的流动可以创造一个区域，在该区域中粒子继续围绕某个点旋转。这个量子漩涡的原型特征是它在漩涡核心的奇怪相位。

斯凯尔理工大学教授 Natalia Berov 和 Pavlos Ragudakis 及其同事研究了一种奇异的极化子混合量子——半光（光子）和半物质（电子）在合适条件下由粒子形成的涡旋。他们正在寻找一种方法来在这些具有高角动量值的偏振器流体中产生涡流（即，使它们快速旋转）。这些涡流又称为巨涡流，一般很难获得，因为它们在其他系统中往往会分解成许多角动量较低的小涡流。

稳定巨涡的产生表明，非平衡（开放）量子系统，例如极化子凝聚体，可以克服其热力学平衡对应物（例如冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚体）的一些严重限制。量子流体涡度的控制可以为在微观世界中模拟引力或黑洞动力学开辟新的视角。此外，偏振器凝聚物不断发射光子，携带着涡流的所有复杂信息，这可能成为光学数据存储、分配和处理的重要应用。

研究人员一直致力于使用相互作用的极化子聚集体作为候选物来模拟称为 XY 模型的平面矢量模型。他们意识到，当多个聚合体排列成具有奇数个顶点的正多边形时，整个系统的基态可以对应于沿多边形边缘的粒子流。来自三角形、五边形、七边形等，水流旋转得越来越快，形成一个有着不同角动量的巨大漩涡。

“沿着我们多边形的外围形成稳定的顺时针或逆时针极性电流可以被认为是冷凝物之间几何挫折的结果。冷凝物之间的相互作用就像彼此反相的希望。振荡器。但是一个奇怪的多边形不能满足这种相位关系，因为它是旋转对称的，所以偏振器解决了下一个最好的事情，那就是旋转电流，”第一作者 TaMSIn Cookson 说。

“这是一个非常好的演示，它表明极点可以提供一个非常灵活的沙箱来检测自然界中一些更复杂的现象。我们在这里展示的是一个与黑洞共享许多特征的系统。它仍然是发射，如果你愿意，它可以是一个白洞！”拉古达基斯教授补充道。