低温衰变量子湍流中有源有限尺寸粒子

通过 Gross-Pitaevskii 方程的数值模拟，研究了存在有限尺寸有源粒子时量子涡旋湍流缠结的演化。粒子被建模为耗尽超流体的势，并以遵循牛顿动力学经典自由度的形式描述。结果表明，粒子不改变超流体 Kolmogorov 湍流态的建立与衰变。观察到几乎所有粒子都 trapped 在量子涡旋内部，尽管它们偶尔会脱离并被重新捕获。给出并讨论了该过程的统计特性。还研究了粒子的拉格朗日动力学。在大时间尺度上，粒子的速度谱让人联想到经典的拉格朗日湍流行为。在快于平均涡间距离对应的翻转时间的时间尺度上，粒子运动由 Magnus 效应引起的振荡主导。对于轻粒子，出现了谱的非经典标度。进而研究了粒子速度与加速度概率分布函数。发现粒子加速度的去相关时间短于经典流体中的情况，并与被捕获粒子所经历的 Magnus 力相关。