Numerické štúdium väzby systému kvantovaných vírov na koherentné štruktúry v normálnej zložke v supratekutom héliu

site:upload/projects/ev2_thumb.png

Vedoucí: Mgr. Emil Varga

Supratekuté hélium má dve, do určitej miery, nezávislé zložky: supratekutú a normálnu. Turbulencia v normálnej zložke má približne klasickú podobu, dynamika supratekutej zložky je dominovaná klbkom kvantovaných vírov - tenkými topologickými defektmi okolo ktorých je kvantovaná cirkulácia rýchlostného poľa supratekutej zložky. Turbulencia v oboch zložkách, a vzájomná interakcia medzi nimi, sa nazýva jednotným pojmom kvantová turbulencia.

Napriek tomu, že sú mikroskopické zákony interakcie medzi normálnou a supratekutou zložkou známe, zostáva mnoho otvorených otázok ohľadne existencie, a prípadne dynamiky, makroskopických koherentných štruktúr (napr. veľké víry) v normálnej a supratekutej zložke a ich vzájomnej interakcie.

Pomocou numerických simulácií typu modelu vírových čiar budete študovať rôzne modelové scenáre interakcie klbka kvantovaných vírov s predpísanými koherentnými štruktúrami v normálnej zložke. Príkladom systému, s ktorým budete pracovať, je v titulnom obrázku: pozdĺžne homogénne šmikové prúdenie v normálnej zložke (nezobrazené) indukuje v pôvodne náhodnom vírovom klbku (vľavo) veľké koherentné víry (vpravo).

 

Projekt zahrňuje programovanie v jazykoch Fortran alebo C pre samotnú simuláciu a Python alebo Matlab pre spracovanie dát. Predpokladá sa základná znalosť programovania a schopnosť učiť sa za behu.