Стохастическая динамика квантовых вихревых нитей и теория сверхтекучей турбулентности

Получены результаты численных и аналитических исследований по квантовой турбулентности. В аналитических исследованиях применяется Ланжевеновский подход к описанию статистических вихревых нитей. Описан вывод уравнения Фоккера-Планка и вычисление статистической суммы. 

Образец хаотического клубка квантовых вихревых нитей, полученный в численных исследованиях

Проведено комплексное численное исследование свободного распада вихревых клубков в сверхтекучем гелии при различных значениях температуры жидкости. Установлено, что в начальный момент времени плотный вихревой клубок распадается согласно теории Фейнмана–Вайнена, в случае, когда становится разреженным, распад происходит согласно теории Шварца. Установлено, что спектр Колмогорова не наблюдается при распаде квантовой турбулентности, что согласуется с экспериментами J. Gao, E. Varga, W. Guo, and W. F. Vinen, Phys. Rev. B, 96, 094511 (2017). Результаты исследований являются новыми, и другими авторами ранее не обсуждались. Впервые показано, чем обусловлен распад квантовой турбулентности при изменении плотности вихревого клубка и как меняется спектр в течение этого процесса. Полученные численные результаты позволили рекомендовать использование уравнение Вайнена для прикладных задач с коэффициентом, который был им определен. 

Руководитель работы – д. ф.-м. н. Немировский С.К., тел. +7 (383) 316-50-48.