|
|
Quantum fluid dynamics and quantum turbulence probed using micro- and nano-resonators
Midlik, Šimon ; Schmoranzer, David (vedoucí práce) ; Haley, Richard (oponent) ; Skyba, Peter (oponent)
Táto Práca predstavuje rozsiahlu štúdiu dynamiky kvantových kvapalín prostredníc- tvom ponorených mechanických rezonátorov o rozmeroch menších ako milimeter. Tieto detektory boli použité pre výzkum normálnej aj supratekutej kvapalnej fáze oboch izoto- pov hélia v širokom rozsahu tepl̂ot od 2.17 K po ≈ 150 µK. Rezonátory vo forme kremen- ných ladičiek a supravodivých vibtujúcich dr̂otikov sa ukázali byť vhodným nástrojom ako v hydrodinamickej limite tak aj balistickej limite supratekutého hélia popísaného dvojzložkovým modelom. V našich experimentoch možeme použiť tieto rezonátory nielen k vybudeniu turbulentného prúdenia ale aj k detekcii turbulencie v prúdení generovanom externými zdrojmi. K tomuto účelu prezentujeme charakterizačné merania na lokálnej úrovni s vibrujúcim dr̂otikom v tepelnom protiprúde a porvnávame ich s výsledkami me- tódy tlmenia druhého zvuku. Súčasťou Práce je ďalej charakterizácia prvotnej nestability, ktorá vzniká v oscilačných prúdeniach budených buď mechanicky alebo tepelne a jej pô- vod v normálnej či supratekutej zložke supratekutého hélia m̂ože byť identifikovaný na základe vhodného bezrozmerného parametru. Tieto merania umožnujú vysvetliť nejas- nosti v určovaní kritickej rýchlosti v predchádzajúcich experimentoch pojednávajúcich oscilačný protiprúd. Na záver diskutujeme...
|
|
| |
|
|
Quantum turbulence in superfluid helium studied by particle tracking velocimetry visualization technique
Duda, Daniel ; Skrbek, Ladislav (vedoucí práce) ; Chára, Zdeněk (oponent) ; Skyba, Peter (oponent)
◆á③❡✈ ♣rá❝❡✿ ❑✈❛♥t♦✈á t✉r❜✉❧❡♥❝❡ ✈ s✉♣r❛t❡❦✉té♠ ❤é❧✐✉ st✉❞♦✈❛♥á ✈✐③✉❛❧✐③❛✲ ↔♥í♠✐ ♠❡t♦❞❛♠✐ ❆✉t♦r✿ ❘◆❉r✳ ❉❛♥✐❡❧ ❉✉❞❛ ❑❛t❡❞r❛✿ ❑❛t❡❞r❛ ❢②③✐❦② ♥í③❦ý❝❤ t❡♣❧♦t ❱❡❞♦✉❝í✿ ♣r♦❢✳ ❘◆❉r✳ ▲❛❞✐s❧❛✈ ❙❦r❜❡❦✱ ❉r❙❝✳ ❆❜str❛❦t✿ ❖s❝✐❧❛↔♥í ♣r♦✉❞➙♥í ✈ s✉♣r❛t❡❦✉té♠ ❛ ♥♦r♠á❧♥í♠ ❤é❧✐✉ ❜②❧❛ ③❦♦✉♠á♥❛ ✈✐③✉❛❧✐③❛↔♥í ♠❡t♦❞♦✉ s❧❡❞♦✈á♥í tr❛s♦✈❛❝í❝❤ ↔ást✐❝ ♣❡✈♥é❤♦ ❞❡✉t❡r✐❛ ♦ ♠✐❦r♦♠❡✲ tr♦✈é ✈❡❧✐❦♦st✐ s❡ ③❛♠➙➦❡♥í♠ ♥❛ ♠ír✉ ♣♦❞♦❜♥♦st✐ ↔✐ r♦③❞í❧♥♦st✐ ♠❡③✐ ❍❡ ■✱ ❦t❡ré ❥❡ ❦❧❛s✐❝❦♦✉ ✈✐s❦ó③♥í ❦❛♣❛❧✐♥♦✉✱ ❛ ❍❡ ■■✱ ❥❡➸ ❥❡ s✉♣r❛t❡❦✉té ❛ ❥❡❤♦➸ ❝✐r❦✉❧❛❝❡ ❥❡ ❦✈❛♥t♦✈❛♥á✳ ❱ ♣rá❝✐ ❥s♦✉ ♣♦♣sá♥② ✈ýs❧❡❞❦② tr♦❥✐❝❡ ❡①♣❡r✐♠❡♥t➲✿ ú♣❧❛✈ ③❛ r❡❧❛✲ t✐✈♥➙ ♣♦♠❛❧✉ ❦♠✐t❛❥í❝í ♣➦❡❦á➸❦♦✉ s r❡❧❛t✐✈♥➙ ✈❡❧❦ý♠ r♦③❦♠✐t❡♠ ✭sr♦✈♥❛t❡❧♥ý♠ s ✈❡❧✐❦♦stí ♣➦❡❦á➸❦②✮✱ st❛❝✐♦♥ár♥í ♣r♦✉❞➙♥í ✭❛♥❣❧✳✿ ✒str❡❛♠✐♥❣✏ ✮ ✈ ♦❦♦❧í r②❝❤❧❡ ❦♠✐t❛❥í❝í ❦➦❡♠❡♥♥é ❧❛❞✐↔❦② s ♥í③❦♦✉ ❛♠♣❧✐t✉❞♦✉ ✭✈③❤❧❡❞❡♠ ❦ ❥❡❥í ✈❡❧✐❦♦st✐✮ ❛ ❦❛✈✐t❛❝❡ ✈ ♦❦♦❧í ❥✐♥é r②❝❤❧❡ ❦♠✐t❛❥í❝í ❦➦❡♠❡♥♥é ❧❛❞✐↔❦②✳ ❍❧❛✈♥í♠ ✈ýs❧❡❞❦❡♠ ❥❡ ♣♦③♦r♦✈á♥í✱ ➸❡ ♦❞♣♦✈í❞❛❥í❝í ♣r♦✉❞➙♥í ✈ ❍❡ ■ ❛ ■■ s✐ ❥s♦✉ ♥❛ ✈❡❧❦ý❝❤ ♠➙➦ít❦á❝❤ ✈③á✲ ❥❡♠♥➙ ♣♦❞♦❜♥á✱ ③❛tí♠❝♦ ♥❛ ♠❛❧ý❝❤ ✈②❦❛③✉❥í ♥❛♣r♦st♦ r♦③❞í❧♥é st❛t✐st✐❝❦é ✈❧❛st✲ ♥♦st✐✳ ◆❛✈í❝ ✈ ♣➦í♣❛❞➙ ❍❡ ■■ ❥s♦✉ t②t♦ st❛t✐st✐❝❦é ✈❧❛st♥♦st✐ ✉♥✐✈❡r③á❧♥í ✈❡ s♠②s❧✉ ♥❡③á✈✐s❧♦st✐ ♥❛ ❞r✉❤✉ ③❦♦✉♠❛♥é❤♦ ♣r♦✉❞➙♥í ❛ ❥s♦✉ st❡❥♥é ❥❛❦♦ ✈ ♣➦í♣❛❞➙ t❡♣❡❧♥é❤♦ ♣r♦t✐♣r♦✉❞✉ s✉♣r❛t❡❦✉té ❛ ♥♦r♠á❧♥í s❧♦➸❦② ❍❡ ■■✱ ❝♦➸ ❥❡ ❦✈❛♥t♦✈ý ❞r✉❤ t❡♣❡❧♥é ❦♦♥✈❡❦❝❡...
|
|
|
Experimental and numerical investigation of quantum turbulence in He II
Varga, Emil ; Skrbek, Ladislav (vedoucí práce) ; Golov, Andrei (oponent) ; Skyba, Peter (oponent)
Supratekuté 4 He (He II) je kvantová tekutina ktorej prúdenie je silne ovplyv- nené kvantovo-mechanickými javmi. Táto dizertačná práca predstavuje experi- mentálne a numerické štúdium turbulentného prúdenia v He II - tzv. kvan- tová turbulencia. Experimentálne je kvantová turbulencia študovaná v tepelnom protiprúde, v čistom supratoku a koprúde pomocou tlmenia druhého zvuku, precíznej lokálnej termometrie a pomocou vizualizácie héliových excimérových molekúl. Skúmaný je ustálený stav a rozpad hustoty vírových čiar v čistom sup- ratoku a v protiprúde a univerzálny kváziklasicý rozpad je charakterizovaný me- raniami efektívnej viskozity. Všeobecné dynamické správanie je študované de- tailne pre nestacionárny tepelný protiprúd, kde sú testované viaceré teoretické modely. Je navrhnutý nový model, v ktorom stredná krivost' vírového klbka závisí na hustote vírových čiar. Teplotná závislost' a zosilnenie intermitencie v kváziklasickom prúdení v brázde pohybujúcej sa mriežky boli pozorované pomo- cou vizualizácie. Numericky bola študovaná interakcia vírového klbka s pevnými trasovacími časticami, kde bola zistená spätná reakcia klbka na častice a dis- kutovaná je relevancia tohto javu pre vizualizačné experimenty....
|
|
|
Quantum turbulence in superfluid helium studied by particle tracking velocimetry visualization technique
Duda, Daniel ; Skrbek, Ladislav (vedoucí práce) ; Chára, Zdeněk (oponent) ; Skyba, Peter (oponent)
◆á③❡✈ ♣rá❝❡✿ ❑✈❛♥t♦✈á t✉r❜✉❧❡♥❝❡ ✈ s✉♣r❛t❡❦✉té♠ ❤é❧✐✉ st✉❞♦✈❛♥á ✈✐③✉❛❧✐③❛✲ ↔♥í♠✐ ♠❡t♦❞❛♠✐ ❆✉t♦r✿ ❘◆❉r✳ ❉❛♥✐❡❧ ❉✉❞❛ ❑❛t❡❞r❛✿ ❑❛t❡❞r❛ ❢②③✐❦② ♥í③❦ý❝❤ t❡♣❧♦t ❱❡❞♦✉❝í✿ ♣r♦❢✳ ❘◆❉r✳ ▲❛❞✐s❧❛✈ ❙❦r❜❡❦✱ ❉r❙❝✳ ❆❜str❛❦t✿ ❖s❝✐❧❛↔♥í ♣r♦✉❞➙♥í ✈ s✉♣r❛t❡❦✉té♠ ❛ ♥♦r♠á❧♥í♠ ❤é❧✐✉ ❜②❧❛ ③❦♦✉♠á♥❛ ✈✐③✉❛❧✐③❛↔♥í ♠❡t♦❞♦✉ s❧❡❞♦✈á♥í tr❛s♦✈❛❝í❝❤ ↔ást✐❝ ♣❡✈♥é❤♦ ❞❡✉t❡r✐❛ ♦ ♠✐❦r♦♠❡✲ tr♦✈é ✈❡❧✐❦♦st✐ s❡ ③❛♠➙➦❡♥í♠ ♥❛ ♠ír✉ ♣♦❞♦❜♥♦st✐ ↔✐ r♦③❞í❧♥♦st✐ ♠❡③✐ ❍❡ ■✱ ❦t❡ré ❥❡ ❦❧❛s✐❝❦♦✉ ✈✐s❦ó③♥í ❦❛♣❛❧✐♥♦✉✱ ❛ ❍❡ ■■✱ ❥❡➸ ❥❡ s✉♣r❛t❡❦✉té ❛ ❥❡❤♦➸ ❝✐r❦✉❧❛❝❡ ❥❡ ❦✈❛♥t♦✈❛♥á✳ ❱ ♣rá❝✐ ❥s♦✉ ♣♦♣sá♥② ✈ýs❧❡❞❦② tr♦❥✐❝❡ ❡①♣❡r✐♠❡♥t➲✿ ú♣❧❛✈ ③❛ r❡❧❛✲ t✐✈♥➙ ♣♦♠❛❧✉ ❦♠✐t❛❥í❝í ♣➦❡❦á➸❦♦✉ s r❡❧❛t✐✈♥➙ ✈❡❧❦ý♠ r♦③❦♠✐t❡♠ ✭sr♦✈♥❛t❡❧♥ý♠ s ✈❡❧✐❦♦stí ♣➦❡❦á➸❦②✮✱ st❛❝✐♦♥ár♥í ♣r♦✉❞➙♥í ✭❛♥❣❧✳✿ ✒str❡❛♠✐♥❣✏ ✮ ✈ ♦❦♦❧í r②❝❤❧❡ ❦♠✐t❛❥í❝í ❦➦❡♠❡♥♥é ❧❛❞✐↔❦② s ♥í③❦♦✉ ❛♠♣❧✐t✉❞♦✉ ✭✈③❤❧❡❞❡♠ ❦ ❥❡❥í ✈❡❧✐❦♦st✐✮ ❛ ❦❛✈✐t❛❝❡ ✈ ♦❦♦❧í ❥✐♥é r②❝❤❧❡ ❦♠✐t❛❥í❝í ❦➦❡♠❡♥♥é ❧❛❞✐↔❦②✳ ❍❧❛✈♥í♠ ✈ýs❧❡❞❦❡♠ ❥❡ ♣♦③♦r♦✈á♥í✱ ➸❡ ♦❞♣♦✈í❞❛❥í❝í ♣r♦✉❞➙♥í ✈ ❍❡ ■ ❛ ■■ s✐ ❥s♦✉ ♥❛ ✈❡❧❦ý❝❤ ♠➙➦ít❦á❝❤ ✈③á✲ ❥❡♠♥➙ ♣♦❞♦❜♥á✱ ③❛tí♠❝♦ ♥❛ ♠❛❧ý❝❤ ✈②❦❛③✉❥í ♥❛♣r♦st♦ r♦③❞í❧♥é st❛t✐st✐❝❦é ✈❧❛st✲ ♥♦st✐✳ ◆❛✈í❝ ✈ ♣➦í♣❛❞➙ ❍❡ ■■ ❥s♦✉ t②t♦ st❛t✐st✐❝❦é ✈❧❛st♥♦st✐ ✉♥✐✈❡r③á❧♥í ✈❡ s♠②s❧✉ ♥❡③á✈✐s❧♦st✐ ♥❛ ❞r✉❤✉ ③❦♦✉♠❛♥é❤♦ ♣r♦✉❞➙♥í ❛ ❥s♦✉ st❡❥♥é ❥❛❦♦ ✈ ♣➦í♣❛❞➙ t❡♣❡❧♥é❤♦ ♣r♦t✐♣r♦✉❞✉ s✉♣r❛t❡❦✉té ❛ ♥♦r♠á❧♥í s❧♦➸❦② ❍❡ ■■✱ ❝♦➸ ❥❡ ❦✈❛♥t♦✈ý ❞r✉❤ t❡♣❡❧♥é ❦♦♥✈❡❦❝❡...
|
|
| |
host ::
RSS.