Квантовая турбулентность: коэффициент сопротивления при колебаниях погруженного в He II кварцевого камертона

Abstract

Приведен анализ экспериментальных результатов движения He II под воздействием погруженного в него осциллирующего камертона. Показано, что до достижения некоторым параметром, имеющим структуру числа Рейнольдса, определенных пороговых значений нормальная и сверхтекучая компоненты движутся независимо. При этом сила и коэффициент сопротивления полностью определяются движением нормальной компоненты. При значениях параметра, превышающих пороговое (для скорости — критическое) значение, происходит турбулизация, которая при температурах ниже точки перехода в сверхтекучее состояние связана с квантовыми эффектами. Обсуждается также универсальность движения жидкого гелия при температуре выше точки перехода.

Наведено аналіз експериментальних результатів руху He II під впливом зануреного в нього осцилюючого камертона. Показано, що до досягнення деяким параметром, що має структуру числа Рейнольдса, визначених порогових значень нормальна і надплинна компоненти рухаються незалежно. При цьому сила і коефіцієнт опору повністю визначаються рухом нормальної компоненти. При значеннях параметра, що перевищують порогове (для швидкості — критичне) значення, починається турбулізація, яка при температурі нижче точки переходу в надплинний стан пов’язана з квантовими ефектами. Обговорюється також універсальність руху рідкого гелію при температурі вище точки переходу.

The experimental data on the motion of He II excited by an oscillating quartz tuning fork immersed in helium are analyzed. It is shown that before attaining certain threshold values by a parameter, with the structure of the Reynolds number, the normal and superfluid components move independently. In this case the force and the drag coefficient are completely determined by the motion of the normal component. When the parameter exceeds the threshold value which is critical for velocity the turbulent flow regime begins to work. This regime at a temperature below that for the transition to a superfluid state is attributed to the formation of quantized vortices. The universality of motion of liquid helium at a temperature above the transition point is discussed.