Энергетические спектры квантовой турбулентности при наличии противотока для различных температур

Abstract

Найден спектр энергии, создаваемый вихревым клубком в противотоке нормальной и сверхтекучей компонент при различных температурах. Значения противотока изменялись в диапазоне от 0,3 см/c до 1,2 см/c, а значения температуры от 1,3 К до 1,9 К. Показано, что в зависимости от температуры на масштабах порядка межвихревых расстояний E(k) ~ k−α , где 1,3 < α < 1,4. На больших масштабах E(k) ~ k−¹. Показано, что при тепловых потоках, соответствующих режиму Гортера–Меллинка, плотность диссипации энергии пропорциональна кубу противотока нормальной и сверхтекучей компонент, т.е. диссипация энергии обусловлена трением между нормальной компонентой и вихревым клубком.

Знайдено спектр енергії, що створюється вихоровим клубком в протитечії нормальної та надплинної компонент при різних температурах. Значення протитечії змінювалися в діапазоні від 0,3 см/c до 1,2 см/c, а значення температури від 1,3 К до 1,9 К. Показано, що залежно від температури на масштабах порядку міжвихорових відстаней E(k) ~ k−α , де 1,3 < α < 1,4. На великих масштабах E(k) ~ k−¹. Показано, що при теплових потоках, які відповідають режиму Гортера–Меллінка, щільність дисипації енергії пропорційна кубу протитечії нормальної і надплинної компонент, тобто дисипація енергії обумовлена тертям між нормальною компонентою та вихоровим клубком.

The spectrum of the energy generated by the vortex tangle in counterflow of normal and superfluid components at different temperatures was obtained. The counterflow magnitude was varied from 0.3 cm/s to 1.2 cm/s and the temperature was varied from 1.3 K to 1.9 K. It was shown that E(k) ~ k−α at intervortex scale, where 1.3 < α < 1.4 depending on the temperature. At larger scales E(k) ~ k−¹ . It was obtained that change of the kinetic energy per unit mass is proportional to the cube of the counterflow of normal and superfluid components at Gorter–Mellink mode, thus the energy dissipation originate from friction between normal component of helium and vortex tangle.