FLEET物理学入围2020年尤里卡奖| ARC未来低能电子技术卓越中心

气旋，如木星的大红斑，在3d维度上(“上下”)是“受限的”，因此作为2D系统运行。

来自莫纳什大学和昆士兰大学的FLEET物理学家入围了澳大利亚博物馆尤里卡奖的决赛，这是该国最高的科学奖项。

澳大利亚量子涡旋团队首次证明了一个有70年历史的湍流理论。

乱流无处不在，但仍是物理学的一大未解难题。

二维气流中的湍流及其引起的巨大漩涡影响着全球天气、飞行甚至天文现象。

昆士兰大学FLEET的马特·戴维斯教授领导了这项研究

澳大利亚量子涡旋团队由来自澳大利亚三所大学的研究人员组成，开发了开创性的激光技术，首次观测到湍流的量子起源。

“我们能够验证70年前的预测，即大涡是由小涡的明显混乱中产生的，”FLEET的马特·戴维斯教授(昆士兰大学)说。

FLEET的Kris Helmerson教授(莫纳什大学)说:“这项研究对非平衡物理，特别是超流体和超导体的研究具有重要意义。”

他们的研究结果将影响未来量子技术的设计，例如FLEET正在开发的超节能电子产品。

这种量子技术最近被CSIRO认定为澳大利亚价值数十亿美元的新兴产业，每年可能创造40亿美元的收入，并创造1.6万个就业岗位。

大多数人都熟悉漩涡的概念:无论是熟悉的扭曲形状的龙卷风，还是浴缸通过塞孔排水形成的简单漩涡。

涡旋也发生在二维流动的系统中，其中没有流体的垂直运动，例如在薄层液体中，或作为大气系统中的气旋。事实上，二维涡旋涵盖了广泛的系统，从中子星表面中子的超流体运动到大西洋湾流，再到高温超导体中电子的零阻力运动。

两个大的桨叶电势搅动BEC，引起大规模流动

在去年发表的研究中，涡流的随机分布被认为开始自我排序，就像Onsager提出的70年前的理论所描述的那样，并且被证明是稳定的。

实验验证使用了一种被称为玻色爱因斯坦凝聚(BEC)的物质相，它被称为物质的第五种状态。BECs是存在于超低温下的量子态，在这种状态下，量子效应在宏观尺度上可见。

莫纳什大学物理和天文学院的克里斯·赫尔默森教授

沃尔夫冈·凯特勒教授因首次实验证明了BECs而获得2001年诺贝尔物理学奖，他赞扬了澳大利亚的这项研究，他说:“我希望我能做这些实验。它们不仅有影响力，还很优雅，并揭示了自然之美。这是澳大利亚科学界引以为豪的成就。”

紊流是一个出了名的难题，它具有流体看似随机和混乱的运动，对它没有一般的理论描述。(事实上，克莱数学研究所为提出湍流理论的人提供了100万美元的奖金。)

提高对乱流的认识有助于减少乱流的负面影响(例如在更节能的航空运输中)，也有助于利用乱流的积极影响(例如在量子技术中)。

气旋天气系统是另一个二维涡旋，因为运动被有效地限制在二维范围内(图片来源:pixabay)

澳大利亚量子涡旋团队由华威·鲍恩教授(昆士兰大学)领导，还包括来自莫纳什大学和斯威本科技大学的研究人员。

除了结合理论和实验研究，该研究还代表了两个澳大利亚研究理事会卓越中心的合作:FLEET和ARC卓越工程量子系统中心(装备)。

2019年发表在领先期刊上的三篇关键论文科学捕获了这一发现:第一次有三篇关于一个研究主题的澳大利亚论文被收录在自然或科学在一年内。

这一重大突破证明了澳大利亚在量子物理学方面的实力，并且是由于一系列本土技术突破而实现的，这些突破极大地扩展了最先进的技术，使量子物质在新体制下的发现远远超出了以前的可能。

2020年CSIRO量子技术路线图据估计，澳大利亚的量子技术每年可创造40亿美元的收入，并创造1.6万个就业岗位。

澳大利亚博物馆尤里卡奖是该国最高科学奖。

该奖项表彰在研究和创新、领导力、科学参与和学校科学领域的卓越表现，每年与该国一些领先的科学机构、政府组织、大学和公司合作颁发。

尤里卡奖的获奖者将于11月24日星期二在悉尼市政厅宣布。

虽然这些结果专门描述了湍流，这是一个众所周知的难以从理论上描述的问题，但它们更广泛地与非平衡物理有关——远离平衡的系统的演化，特别是通过向湍流系统添加能量而发展出连贯的大规模流动。

几个世纪以来，科学家已经对平衡系统有了很好的理解。但是，一个远离平衡的系统会发生什么，仍然是现代材料物理学最大的未知挑战之一。

在FLEET，非平衡系统被用于追求电流的零电阻路径。

FLEET是澳大利亚研究委员会资助的研究中心，汇集了100多名澳大利亚和国际专家，以开发新一代超低能耗电子产品，以减少计算消耗的能源。