Ce que vous venez de voir, qui ressemble un peu à une tornade, est en fait un vortex – et pas n’importe quel vortex, un vortex superfluide ! Un superfluide, c’est un liquide qui ne subit plus aucun frottement en dessous d’une certaine température. Lorsque l’on fait tourner ces liquides très particuliers, ils peuvent former des tourbillons très spéciaux que l’on appelle vortex, qui piègent des particules, et qui montrent des propriétés inattendues.
Notre destination ? Les vortex quantiques.
Imaginez ces vortex quantiques comme des tourbillons, pareils à ceux que vous voyez lorsque l’eau s’évacue d’un lavabo. Retirez la bonde, et voilà qu’un léger tourbillon se forme, animé par un mouvement de rotation. Dans le cas de l’eau, le fluide peut être ralenti par des obstacles, entraînant une perte d’énergie à cause du frottement.
Cependant, avec les vortex quantiques, les lois de la physique changent. Nous quittons le monde des fluides ordinaires pour entrer dans celui des superfluides. À la différence de l’eau, le superfluide peut se déplacer sans rencontrer le moindre frottement, évitant ainsi toute perte d’énergie. Mais parfois les fluides ne sont pas aussi bien organisés qu’un joli tourbillon dans notre lavabo. En particulier, dans les superfluides turbulents on peut trouver des forêts de vortex quantiques orientés dans toutes les directions possibles.
Mais, comment les observer pour comprendre ce monde quantique intriguant et merveilleux ? On y ajoute des particules ! Comme si on étudiait le comportement d’une tornade en jetant des billes à l’intérieur. Ces particules viennent se piéger dans les vortex quantiques et deviennent alors notre principal outil pour observer la turbulence superfluide,
Et c’est là que vous entrez en jeu ! Votre mission est cruciale : explorer ces vortex quantiques et, à travers des simulations, percer le mystère qui pourrait redéfinir à jamais notre compréhension de l’espace-temps.
Prêt à jouer ? Grâce à des simulations numériques, observez le comportement des particules pour répondre à ce quiz :
Qu’est-ce qu’un superfluide ?
Plongez dans le projet GIANTE pour en savoir plus et découvrez le portrait de Giorgio KRSTULOVIC à l'origine du projet !
Donnez votre avis sur cette balade et participez à notre tombola ! Qui sait, vous serez peut-être l’un de nos heureux gagnants !
D’où partons-nous ?
- Fluide vs superfluide ? Dans notre monde, les fluides comme l’eau ou l’air perdent de l’énergie à cause du frottement des molécules avec les parois ou entre elles. À l’échelle quantique, certains fluides, appelés superfluides, comme l’hélium à des températures extrêmement basses, s’écoulent sans aucune friction.
- Qu’est-ce qu’un vortex quantique ? Dans les superfluides, un phénomène unique est la présence de vortex quantiques, qui ressemblent à de petites tornades. Ces vortex apparaissent lorsque les superfluides sont soumis à des rotations rapides. Bien qu’ils soient des entités quantiques, ils interagissent entre eux de manière semblable aux vortex classiques.
- Comment sont étudiés les vortex quantiques ? Pendant près de vingt ans, des particules d’hydrogène de taille micrométrique ont été utilisées pour étudier la dynamique des vortex quantiques. Cependant, la grande taille de ces particules a rendu difficile l’analyse précise de leur interaction avec les vortex.
- Bonne nouvelle ! Le projet ANR GIANTE a permis de comprendre la dynamique des particules et leur interaction avec les vortex quantiques pour tester les lois de de la turbulence en comparant la turbulence quantique à celle des fluides classiques comme l’eau ou l’air.
- Quels ont été les résultats sur la turbulence ? L’ANR GIANTE a établi à quel point la turbulence quantique et classique sont semblables. Bien que les deux fluides obéissent à des lois de la mécaniques différentes, le comportement des fluides classiques et des superfluides est similaire, ils forment des vortex.
A vous de jouer !
Embarquons aujourd’hui pour un voyage vers l’infiniment petit.Notre destination ? Les vortex quantiques.
Imaginez ces vortex quantiques comme des tourbillons, pareils à ceux que vous voyez lorsque l’eau s’évacue d’un lavabo. Retirez la bonde, et voilà qu’un léger tourbillon se forme, animé par un mouvement de rotation. Dans le cas de l’eau, le fluide peut être ralenti par des obstacles, entraînant une perte d’énergie à cause du frottement.
Cependant, avec les vortex quantiques, les lois de la physique changent. Nous quittons le monde des fluides ordinaires pour entrer dans celui des superfluides. À la différence de l’eau, le superfluide peut se déplacer sans rencontrer le moindre frottement, évitant ainsi toute perte d’énergie. Mais parfois les fluides ne sont pas aussi bien organisés qu’un joli tourbillon dans notre lavabo. En particulier, dans les superfluides turbulents on peut trouver des forêts de vortex quantiques orientés dans toutes les directions possibles.
Mais, comment les observer pour comprendre ce monde quantique intriguant et merveilleux ? On y ajoute des particules ! Comme si on étudiait le comportement d’une tornade en jetant des billes à l’intérieur. Ces particules viennent se piéger dans les vortex quantiques et deviennent alors notre principal outil pour observer la turbulence superfluide,
Et c’est là que vous entrez en jeu ! Votre mission est cruciale : explorer ces vortex quantiques et, à travers des simulations, percer le mystère qui pourrait redéfinir à jamais notre compréhension de l’espace-temps.
Prêt à jouer ? Grâce à des simulations numériques, observez le comportement des particules pour répondre à ce quiz :
Qu’est-ce qu’un superfluide ?
- Un fluide avec des super pouvoirs
- Un fluide qui s’écoule sans aucune friction
- Un métal en fusion
- Réponse
-
Un fluide qui s’écoule sans aucune friction !
- Lorsqu’il est très chaud
- Lorsqu’il est très froid
- Lorsqu’il est mélangé
- Réponse
-
Lorsqu’il est très froid ! À des températures extrêmement basses, inférieures à -271 degrés Celsius, l’hélium devient un superfluide !
- Leurs interactions sont similaires
- Les vortex quantiques n’interagissent pas entre eux
- Les vortex quantiques ont des comportements incompréhensibles
- Réponse
-
Leurs interactions sont similaires ! Bien qu'ils soient des entités purement quantiques, les vortex quantiques interagissent entre eux de manière similaire aux vortex classiques
Plongez dans le projet GIANTE pour en savoir plus et découvrez le portrait de Giorgio KRSTULOVIC à l'origine du projet !
Donnez votre avis sur cette balade et participez à notre tombola ! Qui sait, vous serez peut-être l’un de nos heureux gagnants !