Макроскопические вихри на поверхности сверхтекучего He II

Анотація

Візуалізація явищ на поверхні надплинного He II легкими скляними трасерами, які локалізовані у тонкому шарі під поверхнею рідини, дозволила вперше спостерігати виникнення на поверхні надплинності у вібруючій комірці вихрової течії та двовимірних макроскопічних вихорів, які утворюються у результаті нелінійної взаємодії між неколінеарними фарадеївськими хвилями. Стоячі фарадеївські хвилі збуджуються на поверхні He II при вертикальних коливаннях комірки з відносним змінним прискоренням вище порога параметричної нестійкості β > β_с ≈ 0,04. Виявлено, що при інтенсивному хвильовому накачуванні на частоті 40 Гц та тривалій витримці протягом ~ 270 с залежність кінетичної енергії вихрової системи від хвильового вектора Е(k) при k ≥ 4,5 см^–1 можна описати степеневим законом вигляду Е(k) ~ k ^–3, тобто в системі макроскопічних вихорів, що породжуються хвилями на поверхні шару He II глибиною ~ 0,4 см у вібруючій комірці, з часом може сформуватися не тільки зворотний, але й прямий турбулентний каскад.