В запутанной реальности волновой турбулентности, где колеблется предсказуемость и правит хаос, сердце данного пространства было распахнуто для учёных, теперь лучше понимающих неравновесную термодинамику.
Термодинамика бесценна в стабильных, равновесных физических системах, так как позволяет делать предположения об их состоянии и поведении без требования множества мелких деталей. Но задачей со звёздочкой, открытым испытанием, является нахождение аналога и для неравновесных систем.
Подходящий пример оных - турбулентные системы, вездесущие, от кровотока до самолётов. Особенно известна волновая турбулентность, за то, что её трудно предсказать и измерить как волну, ведь там их слишком много участвует, с разной длинной [волны].
Кембриджские учёные совершили определённый прогресс, посмотрев волновую турбулентность через ультрахолодный квантовый газ. Фокус заключается в Конденсате Бозе-Эйнштейна (КБЭ), когда газ охлаждён почти до абсолютного нуля (-273,15 °C) и содержится в лазерном "контейнере". Там его подвергают контролируемым вибрациям, создавая целый каскад фрактальных волн (обладающих подобием на самих себя, ещё один случай симметрии), называемых турбулентным каскадом.
Из-за того, что "контейнер" с КБЭ постоянно трясут, постоянный хаос становится порядком и достигает стационарного состояния внутри неравновесной системы. Но каскад не прекращается, а лишь меняет форму на совершенно отличную от аналогов в равновесном состоянии. И вот из-за этого можно систематически исследовать и измерять свойства турбулентных каскадов, а также строить для них уравнения состояния (связь температуры, давления, объёма, химического потенциала, энтропии, внутренней энергии и других).
Изменяя количество подводимой энергии через вибрации, меняются и характеристики турбулентного состояния, что зависят исключительно от величины энергии, т.е. схожим образом с термодинамикой в равновесных системах.
#Cirno #Science #Physics@cirno_nb
Мы в VK: https://vk.com/cirno_nb
