Two-dimensional quantum turbulence
ક્વોન્ટમ ટર્બ્યુલેન્સમાં ઘણા ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા ક્વોન્ટમ વોર્ટિસની અસ્તવ્યસ્ત ગતિશીલતાનો સમાવેશ થાય છે. અત્યંત ઉત્તેજિત બલ્ક સુપરફ્લુઇડમાં, ઘણી વમળ રેખાઓ એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને ક્વોન્ટમ તોફાની સ્થિતિ બનાવે છે. એક દિશામાં ચુસ્ત બંધનની રજૂઆત કરીને કેલ્વિન તરંગની ઉત્તેજનાઓને મજબૂત રીતે દબાવી શકાય છે, જે ચુસ્ત બંધનની ધરી સાથે વમળ સંરેખણની તરફેણ કરે છે. વમળ ગતિશીલતા અસરકારક 2D ગતિના શાસનમાં પ્રવેશ કરે છે, જે સમતલ પર ફરતા બિંદુ વર્ટિસની સમકક્ષ હોય છે. સામાન્ય રીતે, 2D ક્વોન્ટમ ટર્બુલેન્સ (2DQT) કોમ્પ્રેસિબલ સુપરફ્લુઇડ્સમાં કપલ્ડ વોર્ટિસ અને ધ્વનિને સંડોવતા જટિલ અસાધારણ ઘટનાનું પ્રદર્શન કરી શકે છે. ક્વોન્ટમ વમળ ગતિશીલતા કોલ્મોગોરોવ-5/3 શક્તિ નિયમ સહિત અશાંતિના સંકેતો પ્રદર્શિત કરી શકે છે, જે શાસ્ત્રીય પ્રવાહીમાં જોવા મળતા મોટા સ્કેલ પર ઊર્જાના જડતા પરિવહનનું ક્વોન્ટમ અભિવ્યક્તિ છે, જેને વ્યસ્ત ઊર્જા કાસ્કેડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. હેલ્મહોલ્ટ્ઝ અને કિર્ચોફ દ્વારા રજૂ કરાયેલ બિંદુ વમળ મોડેલ, સમતલ સુધી મર્યાદિત આદર્શ બિંદુ વમળની ગતિનું વર્ણન કરે છે, જેમાં સમતલીય વિદ્યુતગતિશાસ્ત્રનું સીધું મેપિંગ કરવામાં આવે છે. આ મોડેલ પ્લેનર નેવિયર-સ્ટોક્સના પ્રવાહના અભ્યાસમાં કેન્દ્રિય ભૂમિકા ભજવે છે, અને અલ્ટ્રાકોલ્ડ ગેસ બોસ-આઈન્સ્ટાઈન કન્ડેન્સેટ્સ જેવા કોમ્પ્રેસિબલ સુપરફ્લુઇડ્સમાં અનુભવી શકાય છે, જ્યારે સિસ્ટમના કદની તુલનામાં વમળ કોરનું કદ સેટ કરવાની હીલિંગ લંબાઈ ખૂબ ઓછી હોય છે. નકારાત્મક તાપમાન મર્યાદિત વિસ્તાર સુધી મર્યાદિત બિંદુ વોર્ટિસની આગાહી ઓન્સેગર દ્વારા નકારાત્મક તાપમાનની સ્થિતિ દર્શાવવા માટે કરવામાં આવી હતી. નકારાત્મક નિરપેક્ષ તાપમાનની આ સંભાવનાને બિંદુ વમળ પ્રણાલીના મર્યાદિત તબક્કાની જગ્યામાં શોધી શકાય છેઃ સમતલ પર ચાલતા વિશાળ કણથી વિપરીત, દરેક બિંદુ વમળમાં માત્ર બે ડિગ્રી સ્વતંત્રતા હોય છે. વમળના અવકાશી કોઓર્ડિનેટ્સને સ્પષ્ટ કરવાથી પણ સુપરફ્લુઇડ વેગ સંપૂર્ણપણે નક્કી થાય છે. અગ્રણી ક્રમમાં ક્વોન્ટમ વમળ દળહીન હોય છે, જેમાં દરેક ફિલામેન્ટ ચોખ્ખા પૃષ્ઠભૂમિ પ્રવાહ સાથે આગળ વધે છે અને બાયોટ-સાવર્ટ કાયદાના એક સ્વરૂપનું પાલન કરે છે. માર્ગદર્શક-કેન્દ્ર પ્લાઝમા નકારાત્મક તાપમાન સાથે સંકળાયેલ વમળ દીઠ ઉચ્ચ ઊર્જા પર સમપ્રમાણતા ભંગ સંક્રમણ દર્શાવે છે. બોસ-આઈન્સ્ટાઈન કન્ડેન્સેટ્સમાં વમળ દ્વિધ્રુવોનું વિનાશ વમળ દીઠ ઊર્જામાં વધારો કરી શકે છે જ્યાં સુધી સિસ્ટમ નકારાત્મક તાપમાન સાથે સંકળાયેલા મેક્રોસ્કોપિક સમાન-સાઇન વમળ ક્લસ્ટરોમાં સ્વયંસ્ફુરિત ક્રમમાંથી પસાર ન થાય. ક્લસ્ટર્ડ સંતુલન સ્થિતિઓમાં વમળ દીઠ ઊંચી ઊર્જા હોય છે, જેમાં ક્લસ્ટરો મર્યાદિત બિંદુ વમળોના મર્યાદિત તબક્કાની જગ્યાના પરિણામે રચાય છે. ફોર્સ્ડ ટર્બુલેન્સ વોર્ટિસીસને વિવિધ ફોર્સિંગ મિકેનિઝમ્સ દ્વારા પ્લેનર સુપરફ્લુઇડમાં ઇન્જેક્ટ કરી શકાય છે જેમ કે અવરોધ ખેંચીને અથવા લંબગોળ હલનચલન જે સુપરફ્લુઇડિટીના સ્થાનિક વિરામને પ્રેરિત કરે છે, અથવા એવી પદ્ધતિઓ દ્વારા કે જે બહુવિધ કન્ડેન્સેટના વિલીનીકરણ પર અચાનક તબક્કાની ઉત્ક્રાંતિનો ઉપયોગ કરે છે અથવા કન્ડેન્સેટ તબક્કા સંક્રમણ પોતે. અવરોધને યોગ્ય રીતે ખેંચવાથી નાના પાયે દબાણ નાના વમળ સમૂહને સમતલીય સુપરફ્લુઇડમાં દાખલ કરી શકે છે. મજબૂત બિન-સંતુલન ક્વોન્ટમ પ્રવાહી ગતિશીલતામાં, સમૂહબદ્ધ સ્થિતિઓ નાના પાયે બળજબરીથી સ્થિર વ્યસ્ત ઊર્જાના પ્રવાહના પરિણામે વિકસી શકે છે, જે વમળ ચાર્જ ક્રમને કારણે સિસ્ટમ સ્કેલ પર મેક્રોસ્કોપિક પ્રવાહના સ્વરૂપમાં ઊર્જાના સંચય તરફ દોરી જાય છે. સુપરફ્લુઇડ પ્રયોગો ક્વોન્ટમ પ્રવાહી પ્રયોગોમાં પ્રગતિએ સંકુચિત સુપરફ્લુઇડ્સમાં બિંદુ વમળ શાસનની પહોંચ પ્રદાન કરી છે. 2ડીક્યુટી શાસન અલ્ટ્રાકોલ્ડ વાયુઓ, સુપરફ્લુઇડ હિલીયમ અને પ્રકાશના ક્વોન્ટમ પ્રવાહી ધરાવતા એક્સાઇટોન-પોલારિટોન કન્ડેન્સેટ્સમાં સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે. ઓનસેગર દ્વારા આગાહી કરાયેલ નકારાત્મક તાપમાનની સ્થિતિ તાજેતરમાં સખત-દિવાલની સીમાની સ્થિતિ ધરાવતી પ્રણાલીઓમાં જોવા મળી છે. સંદર્ભો અશાંતિ સુપરફ્લુઇડિટી