科学家瞄准超流体，为湍流形成提供新见解

被称为超流体的奇异液体中的涡流会合并形成大漩涡，类似于旋风在湍流大气中的形成方式。由昆士兰大学、ARC工程量子系统卓越中心（EQUS）和ARC未来低能耗电子技术卓越中心（FLEET）的一个团队进行的这项新研究对超流体的新兴技术应用非常重要，例如精确传感。

主要作者和理论家Matt Reeves博士说，该团队的结果为一个有70年历史的理论——诺贝尔奖得主Lars Onsager的二维涡流平衡模型——提供了实验验证。

像旋风或木星的大红斑这样的大型、长寿的旋涡经常从湍流中形成。他说：“Onsager的模型解释了这些结构的存在，但是到目前为止，实验往往与预测相冲突。”

一个关键的问题是，大多数流体是粘性的，这意味着它们“抵制”流动。因此，没有粘性的超流体是实现Onsager模型的理想候选者。

领导实验的泰勒-尼利博士说，该团队研究了被称为玻色-爱因斯坦冷凝物的超流体中的涡流行为，该冷凝物是通过将铷原子气体冷却到极低温度而产生的。

科学家表示：“我们创造了一个薄薄的超流体盘，然后用激光在仔细指定的位置注入旋涡。这些旋涡迅速混合，仅在几秒钟内就合并成一个大漩涡，很像一个从湍流大气中形成的大旋风。”

然而，最令人兴奋的是理论和实验之间的显著一致。研究结果表明，超流体可以被用来提供关于湍流的新知识，并且对于开发基于超流体的精确传感器至关重要。

该研究论文题为"Turbulent Relaxation to Equilibrium in a Two-Dimensional Quantum Vortex Gas"，已发表在《物理评论X》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.12.011031

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