Depositar documentos | Cómo depositar | Registrarse

Trayectorias anómalas de partículas sólidas de hidrógeno observadas en la cercanía de una esfera oscilante en helio-4 superfluído en régimen turbulento. / Anomalous trajectories of H_2 solid particles observed near a sphere oscillating in superfluid turbulent 4"He.

Zemma, Elisa y Luzuriaga, Javier Trayectorias anómalas de partículas sólidas de hidrógeno observadas en la cercanía de una esfera oscilante en helio-4 superfluído en régimen turbulento. / Anomalous trajectories of H_2 solid particles observed near a sphere oscillating in superfluid turbulent 4"He. Journal of Low Temperature Physics . (En Prensa)

[img]
Vista previa
PDF (Artículo - Journal low temperature of physics) - Versión aceptada
Disponible bajo licencia Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada.
Español
249Kb

Resumen en español

Con un dispositivo experimental de relativamente bajo costo, consistente en un crióstato de vidrio y una cámara digital capaz de tomar imágenes a 240 cuadros por segundo hemos observado trayectorias de partículas sólidas de hidrógeno que siguen el flujo de helio líquido a temperaturas debajo de 2 K, alrededor de una esfera que oscila a 38 Hz. En algunas imágenes el movimiento es compatible con flujo laminar, mientras que a amplitudes grandes, donde podemos alcanzar números de Reynolds de unos miles para la componente normal, el flujo es claramente turbulento. En algunos de los videos obtenidos encontramos partículas que son aceleradas a velocidades bastante mayores que la velocidad de oscilación de la esfera.

Resumen en inglés

Using a relatively low cost apparatus, consisting of a glass dewar and a digital camera capable of taking images at 240 frames per second we have observed trajectories of frozen H_2 particles which follow the flow of liquid helium below 2 K, around a sphere oscillating at 38 Hz. In some of the images the motion is compatible with laminar flow, while at high amplitudes, where we can reach Reynolds numbers of a few thousand in the normal component, the flow is clearly turbulent. In some of the videos taken we find particles being suddenly accelerated to several times the velocity of the oscillating sphere.

Tipo de objeto:Artículo
Editor:Springer
Palabras Clave:Quantum fluids; Fluidos cuánticos; Turbulence; Turbulencia; Flow visualization; Visualización del flujo; Superfluid helium; Helio superfluido; Oscillating Sphere
Referencias:1. J. Tough, “Chapter 3: Superfluid turbulence,” in Progress in Low Temperature Physics (D. Brewer, ed.), vol. 8 of Progress in Low Temperature Physics, pp. 133 – 219, Elsevier, 1982. 2. R. J. Donnelly and C. E. Swanson, Journal of Fluid Mechanics, 173, 387 (1986). 3. R. J. Donnelly, Physica B: Condensed Matter, 329-333,1 (2003). Proceedings of the 23rd International Conference on Low Temperature Physics. 4. W. F. Vinen, Journal of Low Temperature Physics, 145,7 (2006). 10.1007/s10909-006-9240-6. 5. W. F. Vinen, Philosophical Transactions of the Royal Society,366,2925 (2008). 6. M. Paoletti and D. Lathrop, Annu. Rev. Condens. Matter Phys., 2,213 (2011). 7. M. Tsubota, International Journal of Emerging Multidisciplinary Fluid Sci- ences, 1,229 (2009). 8. W. Vinen, Journal of Low Temperature Physics, 161, 419 (2010). 9. R. Donnelly, A. Karpetis, J. Niemela, K. Sreenivasan, W. Vinen, and C. White, Journal of low temperature physics, 126,327 (2002). 10. S. W. Van Sciver and C. F. Barenghi, Progress in Low Temperature Physics, 16,247 (2009). 11. M. Paoletti, M. Fisher, and D. Lathrop, Physica D: Nonlinear Phenomena, 239,1367 (2010). 12. D. Kivotides, J. C. Vassilicos, D. C. Samuels, and C. F. Barenghi, Phys. Rev. Lett., 86, 3080 (2001). 13. G. Bewley, D. Lathrop, and K. Sreenivasan, Nature, 441,588 (2006). 14. C. F. Barenghi, D. Kivotides, and Y. A. Sergeev, Journal of Low Temperature Physics, 148,293 (2007). 15. C. F. Barenghi and Y. A. Sergeev, Physical Review B, 80,024514 (2009). 16. G. P. Bewley, Cryogenics, 49, 549 (2009). Flow Visualization at Low Temperature. 17. G. Bewley, K. Sreenivasan, and D. Lathrop, Experiments in Fluids, 44 887 (2008). 18. T. Zhang and S. W. Van Sciver, Nature Physics, 1, 36 (2005). 19. M. La Mantia, T. Chagovets, M. Rotter, and L. Skrbek, ‘ Review of Scientific Instruments, 83, 055109 (2012). 20. D. Y. Chung and P. Critchlow, Physical Review Letters, 14,892 (1965). 21. T. Chagovets and S. Van Sciver, Physics of Fluids, 23,107102 (2011). 22. T. A. Kitchens, W. A. Steyert, R. D. Taylor, and P. P. Craig, Phys. Rev. Lett., 14,942 (1965). 23. L. Skrbek and W. Vinen, Progress in Low Temperature Physics, 16,195 (2009). 24. J. J¨ager, B. Schuderer, and W. Schoepe, ‘ Phys. Rev. Lett., 74,566 (1995). 25. J. Luzuriaga, Journal of Low Temperature Physics, 108, 267 (1997). 26. W. Schoepe, Journal of Low Temperature Physics,150,724 (2008). 27. M. Blaˇzkov´a, D. Schmoranzer, L. Skrbek, and W. F. Vinen, Phys. Rev. B, 79,054522 (2009). 28. M. Blaˇzkov´a, M. Clovecko, E. Gao, L. Skrbek, and P. Skyba, Journal of Low Temperature Physics, 148, 305 (2007). 10.1007/s10909-007-9389-7. 29. M. Blaˇzkov´a, T. Chagovets, M. Rotter, D. Schmoranzer, and L. Skrbek, Journal of Low Temperature Physics, 150, 194 (2008). 30. W. F. Vinen, L. Skrbek, and H. A. Nichol, Journal of Low Temperature Physics, 135,423 (2004). 31. H. A. Nichol, L. Skrbek, P. C. Hendry, and P. V. E. McClintock, Phys. Rev. Lett., 92,244501 (2004). 32. H. A. Nichol, L. Skrbek, P. C. Hendry, and P. V. E. McClintock, Phys. Rev. E,70, 056307 (2004). 33. D. Charalambous, L. Skrbek, P. C. Hendry, P. V. E. McClintock, and W. F. Vinen, Phys. Rev. E, 74, (2006). 34. V. Efimov, D. Garg, M. Giltrow, P. McClintock, L. Skrbek, and W. Vinen, Journal of Low Temperature Physics, 158,462 (2010). 35. H. Yano, A. Handa, H. Nakagawa, M. Nakagawa, K. Obara, O. Ishikawa, and T. Hata, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66,1501 (2005). Proceedings of the ISSP International Symposium (ISSP-9)on Quantum Condensed Systems. 36. H. Yano, N. Hashimoto, A. Handa, M. Nakagawa, K. Obara, O. Ishikawa, and T. Hata, Phys. Rev. B,75 012502 (2007). 37. H. Yano, Y. Nago, R. Goto, K. Obara, O. Ishikawa, and T. Hata, Phys. Rev. B, 81, 220507 (2010). 38. E. Zemma and J. Luzuriaga, Journal of Low Temperature Physics,166, 171 (2012). 39. S. Douady, Y. Couder, and M. Brachet, Physical review letters, 67,983 (1991). 40. CASIO, Exilim EX ZR100. digital camera. 41. R. Penney and T. K. Hunt, Phys. Rev., 169,228 (1968). 42. M. S. Paoletti, M. E. Fisher, K. R. Sreenivasan, and D. P. Lathrop, Phys. Rev. Lett., 101, 154501 (2008). 43. L. D. Landau and E. M. Lifshitz, A Course in Theoretical Physics - Fluid Mechanics, vol. 6. Pergamon Press Ltd., 1987. 44. J. Titon and O. Cadot, Physical Review E, 67,027301 (2003). 45. G. A. Voth, A. la Porta, A. M. Crawford, J. Alexander, and E. Bodenschatz, Journal of Fluid Mechanics, 469, 121 (2002). 46. F. Otto, E. K. Riegler, and G. A. Voth, Physics of Fluids, 20 093304 (2008).
Materias:Física > Hidrodinámica
Divisiones:Investigación y aplicaciones no nucleares > Física > Bajas temperaturas
Código ID:401
Depositado Por:Dr Javier Luzuriaga
Depositado En:09 May 2013 10:28
Última Modificación:09 May 2013 13:19

Personal del repositorio solamente: página de control del documento