Sféricky symetrický tepelný protiproud supratekutého hélia
Spherically symmetrical thermal counterflow of superfluid helium
bakalářská práce (OBHÁJENO)
Zobrazit/ otevřít
Trvalý odkaz
http://hdl.handle.net/20.500.11956/119769Identifikátory
SIS: 219847
Kolekce
- Kvalifikační práce [10690]
Autor
Vedoucí práce
Konzultant práce
Midlik, Šimon
Oponent práce
Kohout, Jaroslav
Fakulta / součást
Matematicko-fyzikální fakulta
Obor
Obecná fyzika
Katedra / ústav / klinika
Katedra fyziky nízkých teplot
Datum obhajoby
14. 7. 2020
Nakladatel
Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakultaJazyk
Čeština
Známka
Výborně
Klíčová slova (česky)
supratekuté hélium, sféricky symetrické proudění, kvantová turbulence, tlumení druhého zvukuKlíčová slova (anglicky)
superfluid helium, spherically symmetrical flow, quantum turbulence, second sound attenuationHlavním cílem této práce byl výzkum kvantové turbulence v suprateku- tém heliu ve speciálním typu proudění, sféricky symetrickém tepelném pro- tiproudu. Za tímto účelem byla navržena a na 3D tiskárně vyrobena sférická cela. Kvantová turbulence byla měřena tradiční metodou tlumení druhého zvuku. Sledován byl jak ustálený stav kvantové turbulence tak i její časový rozpad. Získaná závislost hustoty kvantovaných vírů L na rychlostí tepel- ného protiproudu vns, kdy data sledují L ∝ v3/2 ns , neodpovídá očekávání dle Vinenovy rovnice, která předpovídá L ∝ v2 ns. Z měření rozpadu turbulence v závislosti na čase t byla zjištěna závislost L ∝ t−1 , která v tomto případě pa- radoxně velmi dobře splňuje rozpadový mód vyplývající z Vinenovy rovnice. Sféricky symetrický tepelný protiproud tedy slibuje do budoucna zajímavé fyzikální otázky a bude i nadále předmětem vědeckého zájmu. 1
The principal aim of this Thesis was the investigation of quantum tur- bulence in superfluid helium in a special type of flow, spherically symmetric thermal counterflow. To this end, a new cell was designed and 3D-printed. Measurements of quantum turbulence were realized using the traditional technique of second sound attenuation, focusing both on steady state of tur- bulence and its temporal decay. The measured dependence of the quantized vortex line density L versus the counterflow velocity vns, where the data clearly show that L ∝ v3/2 ns , does not agree with the Vinen equation, which predicts L ∝ v2 ns. On the other hand, the dependence of vortex line density on time t obtained during the decay measurements L ∝ t−1 is paradoxically in close agreement with the Vinen equation. For the future, spherically sym- metrical thermal counterflow thus promises many interesting challenges and will remain an important topic of research. 1