Kvantová turbulence v rotujícím supratekutém 4He
Cíle projektu
Fyzikální vlastnosti klasických a kvantových turbulentních proudění jsou silně ovlivněny rotací, jenž mění jejich statisticky ustálené stavy a modifikuje komplexní proces přechodu k turbulenci z laminárního vazkého proudění či potenciálního supratekutého proudění. Supratekuté 4He, historicky známé jeko He II, vykazuje dvousložkové chování a přechod může být nastartován jak v normální, tak i v supratekuté složce. Spolehlivá charakterizace přechodu ke kvantové turbulenci ve statických makroskopických vzorcích He II je maskována díky existenci remanentních kvantovaných vírů a priori neznámé geometrie, která je však rotací uvedena do stavu dobře definované vírové mřížky. Modulace rotace či periodické tepelné pulsy vynutí Kelvinovy vlny na jednotlivých vírech, vlnovou turbulenci a následné přepojování vygeneruje trojrozměrnou kvantovou turbulenci. Sledování těchto procesů pomocí příčného a podélného druhého zvuku přinese hlubší pochopení komplexního procesu přechodu a vlastností turbulence v kvantových kapalinách vykazujících dvousložkové chování.
Klíčová slova
superfluidityrotating flowquantized vortexquantum turbulence
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
SGA0202500001
Hlavní účastníci
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakulta
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
25-16588S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Quantum turbulence in rotating superfluid 4He
Anotace anglicky
Physical properties of classical and quantum turbulent flows are affected by rotation, which alters their statistically steady states and strongly modifies the complex process of transition to turbulence from laminar viscous flow or potential superflow. Superfluid 4He, historically known as He II, displays the two-fluid behavior and the transition can be first triggered in either of its normal or superfluid component. Reliable characterization of the transition to quantum turbulence in a stationary macroscopic sample of He II is masked by the existence of remnant quantized vortices of a priori unknown geometry, which is shaped into a well-defined vortex lattice by rotation. Modulated rotation or periodic heat pulses will impose Kelvin waves on individual vortex lines, wave turbulence and, eventually, vortex reconnections triggering transition to 3D quantum turbulence. Monitoring these processes by transverse and longitudinal second sound will shed new light on the complex process of transition and properties of turbulence in quantum fluids displaying the two-fluid behavior.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
OECD FORD - vedlejší obor
10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)
OECD FORD - další vedlejší obor
—
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)BK - Mechanika tekutin
BL - Fyzika plasmatu a výboje v plynech
BM - Fyzika pevných látek a magnetismus
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2025
Ukončení řešení
31. 12. 2027
Poslední stav řešení
Z - Začínající víceletý projekt
Poslední uvolnění podpory
—
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP25-GA0-GA-R
Datum dodání záznamu
27. 2. 2025
Finance
Celkové uznané náklady
5 072 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
4 347 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
725 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
5 072 tis. Kč
Statní podpora
4 347 tis. Kč
85%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Doba řešení
01. 01. 2025 - 31. 12. 2027