Shapes and vorticities of superfluid helium nanodroplets

Helium nanodroplets are considered ideal model systems to explore quantum hydrodynamics in self-contained, isolated superfluids. However, exploring the dynamic properties of individual droplets is experimentally challenging. In this work, we used single-shot femtosecond x-ray coherent diffractive imaging to investigate the rotation of single, isolated superfluid helium-4 droplets containing ~108 to 1011 atoms. The formation of quantum vortex lattices inside the droplets is confirmed by observing characteristic Bragg patterns from xenon clusters trapped in the vortex cores. The vortex densities are up to five orders of magnitude larger than those observed in bulk liquid helium. The droplets exhibit large centrifugal deformations but retain axially symmetric shapes at angular velocities well beyond the stability range of viscous classical droplets.

Ferguson, K. R. (författare)
Cryan, J. P. (författare)
Bacellar, C. (författare)
Tanyag, R. M. P. (författare)
Jones, C. (författare)
Schorb, S. (författare)
Anielski, D. (författare)
Belkacem, A. (författare)
Bernando, C. (författare)
Boll, R. (författare)
Bozek, J. (författare)
Carron, S. (författare)
Chen, G. (författare)
Delmas, T. (författare)
Englert, L. (författare)
Epp, S. W. (författare)
Erk, B. (författare)
Foucar, L. (författare)
Hartmann, R. (författare)
Hexemer, A. (författare)
Huth, M. (författare)
Kwok, J. (författare)
Leone, S. R. (författare)
Ma, J. H. S. (författare)
Maia, F. R. N. C.National Energy Research Scientific Computing Center, LBNL, Berkeley, CA 94720, USA.(Swepub:uu)fimai103 (författare)
Malmerberg, E. (författare)
Marchesini, S. (författare)
Neumark, D. M. (författare)
Poon, B. (författare)
Prell, J. (författare)
Rolles, D. (författare)
Rudek, B. (författare)
Rudenko, A. (författare)
Seifrid, M. (författare)
Siefermann, K. R. (författare)
Sturm, F. P. (författare)
Swiggers, M. (författare)
Ullrich, J. (författare)
Weise, F. (författare)
Zwart, P. (författare)
Bostedt, C. (författare)
Gessner, O. (författare)
Vilesov, A. F. (författare)
National Energy Research Scientific Computing Center, LBNL, Berkeley, CA 94720, USA. (creator_code:org_t)

Ingår i:Science: American Association for the Advancement of Science (AAAS)345:6199, s. 906-9090036-80751095-9203

Om ämnet

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.