前苏联模式预测漩涡在超流体的扩散

一个国际科学家小组,佛罗里达州立大学的研究人员开发了一个模型,预测漩涡在所谓的超流体的扩散,工作提供新的见解控制湍流物理在量子流体系统,如超流体的中子星。

在一篇发表在《物理评论快报》上,研究人员创建了一个模型,描述了传播和像龙卷风一样的大涡管在超流体的速度。涡流管是一个动荡的关键成分,广泛研究了经典物理学。涡流管相关的运动在一个广泛的场景,比如飓风的形成,空气传播病毒和恒星形成的化学混合。但在量子液体是知之甚少。

这项工作扩展了以前的研究,实验结果报道在超流氦- 4在一个狭窄的温度范围内。超流体是液体,可以没有阻力,因此没有动能损失。搅拌时,它们形成漩涡旋转下去。

验证这个模型和显示,它描述了旋涡的运动在一个广泛的温度,我们证实了这种现象的普遍性规律,“郭魏说,副教授FAMU-FSU工程学院的机械工程。“这一发现可能帮助发展先进的量子流体湍流理论模型。”

在先前的研究中,郭先生和他的团队跟踪出现在超流氦- 4的涡流管,一个量子流体在极低的温度下存在。在那项研究中,研究小组使用的微小粒子陷入漩涡跟踪他们的运动。欧洲杯猜球平台他们发现涡流扩散速度远远超过一个显然希望基于管的随机运动。这种快速传播称为superdiffusion。

在最近的工作中,研究人员建立了一个数值模型和使用他们之前的研究发现通过繁殖实验结果来验证模型的准确性。允许他们预测涡管如何形成和传播在超流体在广泛的温度范围。仿真也产生了明确的证据支持的物理机制,作者提出了解释观察到的旋涡superdiffusion。

研究人员旨在理解基础研究在量子流体湍流的好处以及可能使用在实际应用程序中,如纳米线的制备。涡流管吸引粒子群在令人难以置信的细线。欧洲杯猜球平台控制这一过程允许制造所谓的纳米线,纳米的厚度测量。

粒子分散在湍流是一个非常活跃的话题在经典的湍流场,但它在量子铃社区得到的关注更少,”唐元说,该研究和FSU-headquartered国家高磁场实验室的博士后研究员。“我们的工作可能会刺激更多的未来研究粒子分散在量子液体。”

论文合著者包括Satoshi Yui和Makoto Tsubota从大阪城市大学,日本,和小林Hiromichi庆应义塾大学,日本。本文选择了物理评论快报作为编辑的建议,一个指定论文尤为重要,有趣和文笔。

这项研究受到了美国国家科学基金会和美国能源部。欧洲杯线上买球提供了额外的资源由国家高磁场在佛罗里达州立大学的实验室,这是由美国国家科学基金会和佛罗里达州。欧洲杯线上买球这项工作也支持的日本促进社会科学。欧洲杯线上买球

来源:https://www.fsu.edu/

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