Two-dimensional quantum turbulence
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧತೆಯು ಅನೇಕ ಪರಸ್ಪರ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸುಳಿಗಳ ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತವಾದ ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಚೋದಿತ ಬೃಹತ್ ಸೂಪರ್ ಫ್ಲೂಯಿಡ್ನಲ್ಲಿ, ಅನೇಕ ಸುಳಿಯ ರೇಖೆಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಒಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಬಿಗಿಯಾದ ಬಂಧನವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಕೆಲ್ವಿನ್ ತರಂಗ ಪ್ರಚೋದನೆಗಳನ್ನು ಬಲವಾಗಿ ನಿಗ್ರಹಿಸಬಹುದು, ಇದು ಬಿಗಿಯಾದ ಬಂಧನದ ಅಕ್ಷದೊಂದಿಗೆ ಸುಳಿಯ ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ. ಸುಳಿಯ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ 2ಡಿ ಚಲನೆಯ ಆಡಳಿತವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಮತಲದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವ ಬಿಂದು ಸುಳಿಗಳಿಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, 2ಡಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧತೆಯು (2ಡಿಕ್ಯುಟಿ) ಸಂಕುಚಿತ ಸೂಪರ್ ಫ್ಲೂಯಿಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿತ ಸುಳಿಗಳು ಮತ್ತು ಶಬ್ದವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡ ಸಂಕೀರ್ಣ ವಿದ್ಯಮಾನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸುಳಿಯ ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರವು ಕೊಲ್ಮೊಗೊರೊವ್-5/3 ಶಕ್ತಿಯ ನಿಯಮವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧತೆಯ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಬಹುದು, ಇದು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ದ್ರವಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿಯ ಜಡತ್ವ ಸಾಗಣೆಯ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ವಿಲೋಮ ಶಕ್ತಿಯ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪಾಯಿಂಟ್ ಸುಳಿಗಳು ಹೆಲ್ಮ್ಹೋಲ್ಟ್ಜ್ ಮತ್ತು ಕಿರ್ಚಾಫ್ ಪರಿಚಯಿಸಿದ ಪಾಯಿಂಟ್ ಸುಳಿ ಮಾದರಿಯು ಸಮತಲಕ್ಕೆ ಸೀಮಿತವಾದ ಆದರ್ಶ ಬಿಂದು ಸುಳಿಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಸಮತಟ್ಟಾದ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯತೆಗೆ ನೇರ ನಕ್ಷೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ನೇವಿಯರ್-ಸ್ಟೋಕ್ಸ್ ಹರಿವಿನ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಈ ಮಾದರಿಯು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಲ್ಟ್ರಾಕೋಲ್ಡ್ ಅನಿಲ ಬೋಸ್-ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ ಕಂಡೆನ್ಸೇಟ್ಗಳಂತಹ ಸಂಕುಚಿತ ಸೂಪರ್ ಫ್ಲೂಯಿಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು, ಸುಳಿಯ ಕೋರ್ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿಸುವ ಗುಣಪಡಿಸುವ ಉದ್ದವು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಗಾತ್ರಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಋಣಾತ್ಮಕ ತಾಪಮಾನದ ಬಿಂದು ಸುಳಿಗಳು ಸೀಮಿತ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿದ್ದು, ಋಣಾತ್ಮಕ ತಾಪಮಾನದ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಒನ್ಸಾಗರ್ ಭವಿಷ್ಯ ನುಡಿದಿದ್ದರು. ಋಣಾತ್ಮಕ ಸಂಪೂರ್ಣ ತಾಪಮಾನದ ಈ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಬಿಂದು ಸುಳಿಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸೀಮಿತ ಹಂತದ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಗುರುತಿಸಬಹುದುಃ ಸಮತಲದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವ ಬೃಹತ್ ಕಣಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಪ್ರತಿ ಬಿಂದು ಸುಳಿಗೆ ಕೇವಲ ಎರಡು ಡಿಗ್ರಿ ಸ್ವಾತಂತ್ರ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಸುಳಿಯ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ನಿರ್ದೇಶಾಂಕಗಳನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟಪಡಿಸುವುದು ಸೂಪರ್ ಫ್ಲೂಯಿಡ್ ವೇಗವನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಮುಖ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸುಳಿ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಿಲ್ಲದಿರುತ್ತದೆ, ಪ್ರತಿ ತಂತು ನಿವ್ವಳ ಹಿನ್ನೆಲೆ ಹರಿವಿನೊಂದಿಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಯೋಟ್-ಸಾವರ್ಟ್ ನಿಯಮದ ಒಂದು ರೂಪವನ್ನು ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ. ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ-ಕೇಂದ್ರ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಗಳು ಋಣಾತ್ಮಕ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಪ್ರತಿ ಸುಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಸಮ್ಮಿತಿ ಮುರಿಯುವ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ. ಬೋಸ್-ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ ಕಂಡೆನ್ಸೇಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಸುಳಿಯ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಗಳ ವಿನಾಶವು ಪ್ರತಿ ಸುಳಿಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು, ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಋಣಾತ್ಮಕ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಸ್ಥೂಲದರ್ಶಕ ಅದೇ-ಚಿಹ್ನೆ ಸುಳಿಯ ಸಮೂಹಗಳಾಗಿ ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತ ಕ್ರಮಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗುವವರೆಗೆ. ಕ್ಲಸ್ಟರ್ಡ್ ಸಮತೋಲನ ಸ್ಥಿತಿಗಳು ಪ್ರತಿ ಸುಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಸೀಮಿತ ಹಂತದ ಸ್ಥಳಾವಕಾಶದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಕ್ಲಸ್ಟರ್ಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಬಲವಂತದ ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧ ಸುತ್ತುಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ಒತ್ತಡದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳ ಮೂಲಕ ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಸೂಪರ್ ಫ್ಲೂಯಿಡ್ಗೆ ಚುಚ್ಚಬಹುದು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಅಡೆತಡೆ ಎಳೆಯುವಿಕೆ ಅಥವಾ ದೀರ್ಘವೃತ್ತಾಕಾರದ ಗಟ್ಟಿಯಾಗುವುದು, ಇದು ಸೂಪರ್ ಫ್ಲೂಯಿಡಿಟಿಯ ಸ್ಥಳೀಯ ಸ್ಥಗಿತವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಅಥವಾ ಅನೇಕ ಕಂಡೆನ್ಸೇಟ್ಗಳ ವಿಲೀನದಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಕಂಡೆನ್ಸೇಟ್ ಹಂತದ ಪರಿವರ್ತನೆಯಲ್ಲಿ ಹಠಾತ್ ಹಂತದ ವಿಕಾಸವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳ ಮೂಲಕ. ಒಂದು ಅಡಚಣೆಯನ್ನು ಸೂಕ್ತವಾಗಿ ಎಳೆಯುವುದರಿಂದ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಒತ್ತಡವು ಸಣ್ಣ ಸುಳಿಯ ಸಮೂಹಗಳನ್ನು ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಸೂಪರ್ ಫ್ಲೂಯಿಡ್ಗೆ ಸೇರಿಸಬಹುದು. ಬಲವಾದ ಸಮತೋಲನವಲ್ಲದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ದ್ರವದ ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಒತ್ತಡದಿಂದ ಸ್ಥಿರವಾದ ವಿಲೋಮ ಶಕ್ತಿಯ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ನ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಕ್ಲಸ್ಟರ್ಡ್ ಸ್ಥಿತಿಗಳು ಬೆಳೆಯಬಹುದು, ಇದು ಸುಳಿಯ ಚಾರ್ಜ್ ಕ್ರಮದಿಂದಾಗಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಸ್ಥೂಲ ಹರಿವಿನ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯ ಶೇಖರಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಸೂಪರ್ ಫ್ಲೂಯಿಡ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ದ್ರವಗಳ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಗಳು ಸಂಕುಚಿತ ಸೂಪರ್ ಫ್ಲೂಯಿಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಬಿಂದು ಸುಳಿಯ ಆಡಳಿತಕ್ಕೆ ಪ್ರವೇಶವನ್ನು ಒದಗಿಸಿವೆ. ಅಲ್ಟ್ರಾ ಕೋಲ್ಡ್ ಅನಿಲಗಳು, ಸೂಪರ್ ಫ್ಲೂಯಿಡ್ ಹೀಲಿಯಂ ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ದ್ರವಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಎಕ್ಸೈಟಾನ್-ಪೋಲಾರಿಟಾನ್ ಕಂಡೆನ್ಸೇಟ್ಗಳಲ್ಲಿ 2ಡಿ. ಕ್ಯೂ. ಟಿ ಆಡಳಿತವನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಒನ್ಸಾಗರ್ ಊಹಿಸಿದ ಋಣಾತ್ಮಕ ತಾಪಮಾನದ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಗಟ್ಟಿಯಾದ ಗೋಡೆಯ ಗಡಿ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧತೆ ಸೂಪರ್ ಫ್ಲೂಯಿಡಿಟಿ