Nature Photonics：耗散量子流体中涡旋团簇和反能量级联的触发

吴宗涵

2023-03-25

湍流现象是经典流体和量子流体都能表现出的最引人注目的效应之一，尽管经典湍流在自然界中无处不在，但量子湍流的观测需要对超流体氦或原子玻色-爱因斯坦凝聚体等量子流体进行精确操纵。近日，来自意大利CNR纳米技术研究所的D. Ballarini等人通过测量动能谱和显示涡旋聚集的开始，展示了激子-极化子、混合轻物质准粒子的二维量子流体的湍流动力学。

文章要点：

1) 该研究发现了耗散量子流体中逆能量级联的第一个证据，以及在几十皮秒的时间尺度上涡旋聚集的开始，且研究可以将可压缩和不可压缩对动能的贡献解耦，这表明启动团簇动力学所需的能量是通过声波的耗散提供给涡流气体的；

2) 此外，研究证实，量子涡旋团的形成是由每个涡旋的不可压缩动能的增加触发的，这表明尽管该研究的系统具有耗散性质，但涡旋气体仍倾向于高度激发的构型，这些结果为研究二维光流体中的量子湍流奠定了基础。

参考资料：

Panico, R., Comaron, P., Matuszewski, M. et al. Onset of vortex clustering and inverse energy cascade in dissipative quantum fluids. Nat. Photon. (2023).

10.1038/s41566-023-01174-4

https://doi.org/10.1038/s41566-023-01174-4