Una collaborazione tra fisici della Osaka Metropolitan University e del Korea Advanced Institute of Science and Technology ha annunciato la prima osservazione diretta dell'instabilità quantistica Kelvin-Helmholtz (KHI). Questo fenomeno, teorizzato da decenni, si manifesta in fluidi quantistici producendo vortici noti come skyrmion frazionari eccentrici (EFS), le cui forme a mezzaluna ricordano la luna nel dipinto "Notte Stellata" di Vincent van Gogh. L'instabilità Kelvin-Helmholtz, ben nota nella dinamica dei fluidi classici, si verifica all'interfaccia tra due fluidi in movimento a velocità differenti, ma il suo comportamento nel regno quantistico era rimasto ipotetico.
Per indagare, i ricercatori hanno raffreddato gas di litio a temperature prossime allo zero assoluto, creando un condensato di Bose-Einstein multicomponente, un superfludo quantistico. Generando due flussi di questo superfludo a velocità distinte, hanno osservato che all'interfaccia si sviluppava un pattern ondulato, dando origine a vortici governati dalle leggi della meccanica quantistica e della topologia. Questi vortici sono stati identificati come skyrmion frazionari eccentrici (EFS), una nuova classe di difetti topologici. A differenza degli skyrmion più comuni, gli EFS presentano una forma a mezzaluna e contengono singolarità interne. La ricerca, pubblicata su Nature Physics l'8 agosto 2025, convalida una previsione teorica e apre nuove prospettive per la comprensione dei sistemi quantistici e per potenziali applicazioni in spintronica e dispositivi di memoria. Il team intende ora condurre esperimenti più precisi per affinare le misurazioni e testare previsioni teoriche relative alle onde interfaciali guidate dalla KHI.