Generation and detection of quantum turbulence in superfluid 3He-B

Thumbnail Image

Files

master_Hosio_Jaakko_2008.pdf (24.48 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Master's thesis
Location:
P1 Ark TF80
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2008

Department

Teknillisen fysiikan laitos

Major/Subject

Materiaalifysiikka

Mcode

Tfy-44

Degree programme

Language

en

Pages

65

Series

Abstract

Helium on ainoa alkuaine, joka normaalipaineessa säilyy nestemäisenä aina absoluuttiseen nollapisteeseen saakka. Matalissa lämpötiloissa sen molemmat isotoopit, 3He ja 4He, muuttuvat supranesteiksi, joiden tunnetuin ominaisuus on kitkaton virtaus. TKK:n kylmälaboratorion ROTA-ryhmä tutkii pyörivän 3He supranesteen ominaisuuksia. Normaalinesteissä turbulenssi havaitaan erikokoisina ja eri nopeudella liikkuvina pyörteinä. Supranesteissä turbulentti virtaus koostuu tyypillisesti vyyhdeistä identtisiä kvantittuneita pyörteitä, joita kutsutaan vortekseiksi. Tässä työssä esitellään turbulenttien vorteksikonfiguraatioiden mittaamista ja tuottamista 3He-B kvanttinesteessä. Värähtelevän haarukan muotoisen kvartsioskillaattorin aiheuttama turbulentti virtauskenttä aikaansaa termisten kvasipartikkelien Andreev-siroamista, mikä nähdään pienentyneenä vaimenemisena toisen värähtelijän vasteessa. 3He-näytteen pyörittäminen lisää oskillaattorin vaimenemista. Aikariippumattomassa pyörityksessä oskillaattorin resonanssin leveys on verrannollinen pyöritystaajuuteen. Tämä viittaa siihen, että resonanssinleveys mittaa supranesteen vorteksitiheyttä. Pyöritystaajuuden muutoksen jälkeen oskillaattorin vasteessa havaitaan transientteja, jotka johtuvat vorteksien annihiloitumisprosesseista (hidastus) ja turbulentin vorteksikonfiguraation relaksoitumisesta rektilineaariseksi vorteksihilaksi (kiihdytys).

Description

Supervisor

Kaivola, Matti

Thesis advisor

Eltsov, Vladimir

Keywords

matala lämpötila, supranoste, kvanttiturbulenssi, kvartsioskillaattori

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120554967

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK