Evolución del flujo a gran escala de la turbulencia en un superfluido bidimensional

Área de la Ciencia:

• La hidrodinámica cuántica
• Mecánica estadística
• Física de la materia condensada

Sus antecedentes:

• Los sistemas que interactúan sin equilibrio pueden formar estructuras a gran escala.
• El flujo turbulento bidimensional exhibe vórtices persistentes a gran escala.
• Lars Onsager propuso un modelo hidrodinámico estadístico para vórtices cuantificados.

Objetivo del estudio:

• Confirmar experimentalmente el modelo hidrodinámico estadístico de Onsager.
• Investigar las estructuras emergentes en los sistemas cuánticos de no equilibrio.
• Explorar las cascadas de energía inversa y las temperaturas absolutas negativas.

Principales métodos:

• Generó distribuciones de vórtice de no equilibrio en un condensado de Bose-Einstein superfluido oblato arrastrando una barrera de rejilla.
• Las firmas observadas de una cascada de energía inversa.
• Las configuraciones de estado estacionario medidas.

Principales resultados:

• Confirmación experimental del modelo de Onsager.
• Se observó una cascada de energía inversa impulsada por el calentamiento por evaporación de vórtice.
• Se han logrado configuraciones de estado estacionario con temperaturas absolutas negativas.

Conclusiones:

• El estudio proporciona evidencia experimental para el modelo de Onsager en condensados superfluidos de Bose-Einstein.
• Demostró estructuras emergentes a gran escala en un sistema cuántico alejado del equilibrio.
• Abrió un camino para los estudios cuantitativos de los fenómenos cuánticos de no equilibrio.