論文の概要: Quantum vortices leave a macroscopic signature in the normal fluid
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.08309v1
- Date: Tue, 14 Jan 2025 18:49:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-15 13:28:07.704993
- Title: Quantum vortices leave a macroscopic signature in the normal fluid
- Title（参考訳）: 量子渦は正常流体にマクロなシグネチャを残している
- Authors: Luca Galantucci, Giorgio Krstulovic, Carlo F Barenghi,
- Abstract要約: それぞれの渦線は, 渦線間の平均距離よりも大きい, 通常の流体中のマクロなウェイクを生じさせることを示す。
超流動渦コアの微細な大きさからすると、これは驚くべきことだ。
ランダウが提唱した熱励起における流体の独立した構造の最初の証拠は、最近の実験的な発見の根底にあるかもしれない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Recent work has highlighted the remarkable properties of quantum turbulence in superfluid helium II, consisting of a disordered tangle of quantised vortex lines which interact with each other and reconnect when they collide. According to Landau's two-fluid theory, these vortex lines move in a surrounding of thermal excitations called the normal fluid. Until now, the normal fluid has often been considered a passive background which simply provides the vortex lines with a mechanism for dissipating their kinetic energy into heat. Using a model which fully takes into account the two-way interaction between the vortex lines and the normal fluid, here we show that each vortex line creates a macroscopic wake in the normal fluid that can be larger than the average distance between vortex lines; this is surprising, given the microscopic size of the superfluid vortex cores which induce these wakes. We show that in heat transfer experiments, the flow of the normal fluid can therefore be described as the superposition of an imposed uniform flow and wakes generated by the vortex lines, leading to non-classical statistics of the normal fluid velocity. We also argue that this first evidence of independent fluid structures in the thermal excitations postulated by Landau may be at the root of recent, unaccounted for, experimental findings.
- Abstract（参考訳）: 最近の研究は、超流動ヘリウムIIにおける量子乱流の顕著な特性を強調しており、衝突時に相互に相互作用し再接続する量子渦線の乱れによって構成されている。
ランダウの2流体理論によれば、これらの渦線は通常の流体と呼ばれる熱励起の周囲を移動する。
これまで、通常の流体はしばしば受動的背景と見なされ、渦線に運動エネルギーを熱に放散する機構が備わっていた。
ここでは、渦線と通常の流体との双方向相互作用を完全に考慮したモデルを用いて、各渦線が、渦線間の平均距離よりも大きい通常の流体にマクロなウェイクを生じさせることを示し、これらのウェイクを誘発する超流動渦コアの顕微鏡的大きさを考えると、驚くべきことである。
そこで, 伝熱実験では, 通常の流体の流れを, 渦流によって生じる一様流と流路の重畳として記述することができ, 通常の流体速度の非古典的統計に繋がることを示した。
また、ランダウが提唱した熱励起における流体の独立した構造の最初の証拠は、最近の実験的な発見の根底にあるかもしれないとも主張する。
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