Low Temperature Physics: 44, 1005 (2018); https://doi.org/10.1063/1.5055837
Физика Низких Температур: Том 44, Выпуск 10 (Октябрь 2018), c. 1284-1301    ( к оглавлению , назад )

Макроскопические вихри на поверхности сверхтекучего He II

А.А. Левченко1,2, Л.П. Межов-Деглин1,2, А.А. Пельменёв2,3

1Институт физики твердого тела РАН, г. Черноголовка, 143432, Московская обл., Россия
E-mail: mezhov@issp.ac.ru

2Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН, г. Черноголовка, 143432, Московская обл., Россия

3Филиал института энергетических проблем химической физики РАН г. Черноголовка, 143432, Московская обл., Россия

Статья поступила в редакцию 7 мая 2018 г., опубликована онлайн 28 августа 2018 г.

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 > βс ≈ 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.

Ключові слова: фарадеївські хвилі, надплинний He II, макроскопічні вихори.