超流体 $^4$He 中振荡微球周围从势流到湍流的转变

超流体 $^4$He 围绕一个无机械支撑悬浮的平移振荡球的流动，根据速度振幅的不同，可以是层流或湍流。在临界速度 $v_c$ 以下，流动为层流（势流），$v_c$ 按 $\omega ^{1/2}$ 缩放，且在 1 K 以下与温度无关。在 0.5 K 以下，线性阻力由弹道声子散射引起，其随 T$^4$ 消失，直到在空池中测量的背景阻尼在 T $<$ 0.1 K 时占主导。将速度振幅增加到 $v_c$ 以上会导致从势流到湍流的转变，其中大的湍流阻力按 $(v^2 - v_c^2)$ 变化。在 $v_c$ 以上一个小速度区间 $\Delta v / v_c \le 3 \%$ 内，流动在 0.5 K 以下不稳定，在两种模式间间歇性切换。根据在恒定温度和驱动力下记录的时间序列，对两相的寿命进行了统计分析。我们观察到势流的亚稳态，其在平均寿命 25 分钟后，最终由于自然背景放射性产生的涡度而崩溃。湍流相的寿命具有指数分布，且平均值随 $\Delta v^2$ 呈指数增长。我们研究了涡环从球上脱落的频率。我们的结果与其他作者关于通过移动激光束穿过玻色-爱因斯坦凝聚体实现涡脱落的最新数据进行了比较。最后，我们表明我们观察到的向湍流的转变属于“超瞬态混沌”类，其中湍流状态的寿命增长快于指数增长。附录给出了在稀 $^3$He - $^4$He 混合物中得到的特殊结果。