Para peneliti dari Universitas Metropolitan Osaka dan Institut Sains dan Teknologi Lanjutan Korea telah berhasil mengamati ketidakstabilan Kelvin-Helmholtz (KHI) kuantum dalam fluida kuantum, sebuah fenomena yang sebelumnya belum pernah teramati. Fenomena ini menghasilkan pola pusaran unik yang dikenal sebagai skyrmion fraksional eksentrik (EFS), yang bentuknya menyerupai bulan sabit dalam lukisan 'The Starry Night' karya Vincent van Gogh.
Dalam eksperimen ini, para ilmuwan mendinginkan gas litium hingga mendekati nol absolut, menciptakan kondensat Bose-Einstein multi-komponen, sebuah superfluid kuantum. Dua aliran superfluid ini mengalir dengan kecepatan yang berbeda, dan di antarmukanya, muncul pola bergelombang yang mengarah pada pembentukan pusaran yang diatur oleh mekanika kuantum. Pusaran-pusaran ini diidentifikasi sebagai skyrmion fraksional eksentrik (EFS), jenis cacat topologis yang baru ditemukan. Berbeda dengan skyrmion yang simetris, EFS memiliki bentuk seperti bulan sabit dan mengandung singularitas yang tertanam, yaitu titik-titik di mana struktur spin pecah, menyebabkan distorsi tajam. Kemiripan visual dengan bulan sabit yang menonjol dalam lukisan terkenal Van Gogh sangat mencolok. Skyrmion, yang pertama kali ditemukan dalam material magnetik, mendapatkan perhatian signifikan untuk aplikasi potensial dalam spintronik dan perangkat memori karena stabilitas inheren, ukuran kecil, dan dinamikanya yang tidak biasa. Penemuan jenis skyrmion baru dalam superfluid dapat memiliki implikasi besar bagi kemajuan teknologi dan pemahaman fundamental sistem kuantum. Tim peneliti berencana untuk melakukan eksperimen yang lebih presisi untuk menyempurnakan pengukuran mereka dan menguji prediksi yang telah ada sejak abad ke-19 mengenai panjang gelombang dan frekuensi gelombang antarmuka yang didorong oleh KHI. Mereka juga melihat potensi teoretis yang lebih luas, karena EFS menghadirkan tantangan bagi klasifikasi topologis yang ada, dan singularitas yang tertanam di dalamnya menimbulkan pertanyaan baru mengenai apakah struktur serupa dapat ditemukan di sistem multi-komponen atau dimensi yang lebih tinggi lainnya. Kemajuan signifikan ini tidak hanya memvalidasi prediksi yang dibuat beberapa dekade lalu tetapi juga membuka jalan baru untuk penyelidikan sifat pusaran kuantum, sifat struktural fluida multi-komponen, dan batas-batas klasifikasi topologis dalam fisika. Studi ini diterbitkan dalam jurnal Nature Physics pada 8 Agustus 2025.