The turbulent drag force in superfluid 3He–4He mixtures under oscillations of a quartz tuning fork

Автор(и)

  • S. S. Kapuza B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine Kharkiv 61103, Ukraine
  • V. K. Chagovets B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine Kharkiv 61103, Ukraine
  • S. S. Sokolov B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine Kharkiv 61103, Ukraine
  • V. A. Vrakina B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine Kharkiv 61103, Ukraine
  • T. V. Chagovets Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences, Prague 18221, Czech Republic

DOI:

https://doi.org/10.1063/10.0006059

Ключові слова:

superfluid helium, superfluid mixtures 3He–4He, turbulence and laminar flows, quartz tuning fork.

Анотація

Вивчено резонансні криві кварцового камертона основної частоти 32 кГц, який занурено в надплинний 4He та суміші 3He–4He з концентрацією 3He 5 та 15% в діапазоні температур 0,35–2,5 К при тиску насиченої пари. Проведено два типи експериментів: камертон, не покритий колбою, та покритий колбою, тобто в обмеженій геометрії. В обох випадках залежності сила–швидкість для камертона демонстрували лінійну силу демпфування при малих пікових швидкостях та додатковий опір через появу вихрових ліній, що супроводжують перехід до турбулентності при зростанні пікової швидкості. Ці залежності головним чином визначаються щільністю нормального компонента гелію. Існує добре виражена різниця між надплинним 4He та сумішами 3He в 4He, де частинки домішок 3He забезпечують постійний незалежний від температури внесок у нормальний компонент суміші. Додатковий внесок у силу демпфування, так звана «турбулентна сила опору», зменшується зі збільшенням концентрації при однаковій піковій швидкості камертона, що можна пояснити розширенням діапазону ламінарного потоку зі збільшенням концентрації 3He. Встановлено, що коефіцієнт опору в надплинному 4He та суміші 3He–4He досягає плато з різними піковими швидкостями та різними збуджуючими силами, цей факт пояснено різними умовами утворення вихрів залежно від різної товщини пристінного в’язкого шару. Порівняння даних, які отримані в обмеженій та необмеженій геометрії, показує, що спостерігається надмірне розсіювання руху камертона, що пов’язано з випромінюванням хвилі першого звуку в необмеженій геометрії.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Downloads

Опубліковано

2021-08-17

Як цитувати

(1)
Kapuza, S. S.; Chagovets, V. K.; Sokolov, S. S.; Vrakina, V. A.; Chagovets, T. V. The Turbulent Drag Force in Superfluid 3He–4He Mixtures under Oscillations of a Quartz Tuning Fork. ФНТ 2021, 47, 875-882.

Номер

Розділ

Квантові рідини та квантові кристали

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

1 2 3 4 > >>