Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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TT: Tiefe Temperaturen

TT 14: Quantenflüssigkeiten (Experiment)

TT 14.2: Hauptvortrag

Mittwoch, 25. März 1998, 15:00–15:30, H 19

Laminare und turbulente Strömung von supraflüssigem Helium-4 um eine oszillierende Mikrokugel — •Wilfried Schoepe — Fakultät für Physik, Universität Regensburg, 93040 Regensburg

Eine magnetische Mikrokugel (Radius 0,1 mm) schwebt in einem supraleitenden Kondensator und wird zu translatorischen Schwingungen um ihre Gleichgewichtslage angeregt. Der Kondensator ist mit supraflüssigem Helium gefüllt. Wir messen die Schwingungsamplitude und die Resonanzfrequenz als Funktion der antreibenden Kraft und der Temperatur (50 mK bis 2,2 K). Bei kleinen Amplituden strömt das Helium laminar um die Kugel. Bei einer kritischen Amplitude wird die Strömung turbulent und damit die Reibung nichtlinear. Die lineare Reibung wird im hydrodynamischen Bereich (über 1,1 K) durch das Stokessche Gesetz beschrieben, bei Temperaturen unter 0,7 K liegt ballistische Streuung von Rotonen, Phononen und (unter 0,1 K) Helium-3-Verunreinigungen (0,2 ppm) vor. Im nichtlinearen Bereich wird die Reibung durch Turbulenz in der suprafluiden Komponente bestimmt. Die kritische Geschwindigkeit für das Einsetzen der Turbulenz ist unabhängig von der Temperatur.