Superfluidlərdə Reynolds oxşarlığını ölçməyə yönəlmiş nəzəri çərçivə kvant özlülüyünün mövcudluğunu potensial olaraq sübut edə bilər.

Planetimizi əhatə edən havadan damarlarımızdan axan qana qədər hər bir maye və ya qaz özlülük kimi tanınan ölçülə bilən xüsusiyyətə malikdir. Bu xüsusiyyət mayenin hər hansı bir maddə ilə təmasda olduqda necə davranacağını diktə edir. Özlülük daha yüksəkdirsə, maye sakitcə axır, bu vəziyyət laminar adlanır. Özlülük azalarsa, maye laminardan turbulent axına keçiddən keçir.

Laminar və ya turbulent axının dərəcəsi özlülüklə tərs mütənasib olan Reynolds sayı adlanır. Reynolds dinamik oxşarlıq qanunu və ya Reynolds oxşarlığı, iki mayenin müxtəlif uzunluq şkalasına malik oxşar strukturların ətrafından axdığı təqdirdə, eyni Reynolds sayını nümayiş etdirmək şərti ilə hidrodinamik cəhətdən eyni olduğunu bildirir.

Kvant super mayeləri və Reynolds oxşarlığı

Bununla belə, bu Reynolds bənzəyi kvant superfluidlərinə tətbiq edilmir, çünki onların özlülükləri yoxdur – ən azı tədqiqatçılar buna inanırlar. İndi Yaponiyanın Osaka Metropolitan Universitetinin Nambu Yoiçiro Nəzəri və Eksperimental Fizika İnstitutundan bir tədqiqatçı super mayelərdə kvant özlülüyünün mövcudluğunu nümayiş etdirə bilən super mayelərdə Reynolds oxşarlığını araşdırmaq üçün bir üsul nəzəriyyəsini irəli sürdü.

Ənənəvi nəzəriyyələri alt-üst etmək

“Superfluidlər çoxdan Reynolds bənzətmələri üçün açıq bir istisna hesab olunurdu” deyən Dr.Takeuçi Reynolds bənzətmə qanununun iki axının eyni Reynolds nömrəsinə sahib olduğunu, deməli, fiziki olaraq eyni olduğunu ifadə etdiyini izah etdi. “Kvant özlülük konsepsiyası yarım əsrdən çox uzun bir tarixə malik olan ifrat maye nəzəriyyəsinin ümumi mənasını alt-üst edir. Superfluidlərdə oxşarlığın yaradılması klassik və kvant hidrodinamikasını birləşdirmək üçün vacib addımdır.

Bununla belə, kvant superfluidlərinin turbulentliyi ola bilər, nəticədə kvant ikiliyi yaranır: Mayelərdəki turbulentlik dağılma tələb edir, beləliklə, həddindən artıq mayenin turbulentliyi özlülük olmadan dağılmanı necə yaşaya bilər? Onların dağılmaları olmalıdır və Reynolds bənzətmələrinə əməl edə bilərlər, lakin onu araşdırmaq üçün düzgün yanaşma hələ hazırlanmamışdı.

Doktor Takeuçi, bərk kürənin super mayeyə necə düşdüyünü təhlil edərək bu xüsusiyyətləri tədqiq etmək olar. Tədqiqatçılar kürənin düşmə sürətini sferanın mayenin düşdüyü zaman qarşılaşdığı müqavimətlə birləşdirərək, Reynolds bənzətməsi üçün analoq təyin edə bilərlər. Bu o deməkdir ki, kvant özlülük adlanan effektiv özlülük ölçülə bilər.