液态金属旋转Rayleigh-Bénard对流实验中的无扩散湍流

行星和恒星中的对流被预测发生在“终极区”的无扩散、快速旋转湍流中，其特征是流动不受粘性和热扩散的影响。然而，边界层扩散历来阻碍了对该区域的实验研究。在此，我们利用旋转对流中与边界无关的振荡热惯性模态，在液态金属实验室实验中实现了无扩散标度律。这种振荡对流形式出现在旋转液态金属（低Prandtl数流体）中，由流体内部的温度梯度驱动，因此独立于扩散性边界动力学。我们通过测量传热效率$Nu$、无量纲流速$Re$和内部温度异常$\theta$，三重验证了无扩散区域的存在，所有这些测量结果都与平面渐近简化模型在定量上一致。在桌面大小的实验室实验中实现理论上的无扩散标度律，为外推和预测遥远地球物理和天体物理系统中的对流流动提供了必要的验证。