Hvordan måling af Reynolds-lignelse i supervæsker kunne hjælpe med at påvise eksistensen af ​​kvanteviskositet

$$Re =\frac{\rho v L}{\mu}$$

hvor:

* $\rho$ er væskens massefylde

* $v$ er væskens hastighed

* $L$ er den karakteristiske længde af flowet

* $\mu$ er væskens dynamiske viskositet

I superfluid helium er den dynamiske viskositet nul ved temperaturer under lambda-punktet, hvilket er omkring 2,17 K. Det betyder, at superfluid helium flyder uden nogen friktion, og Reynolds lignelse er udefineret.

Det er imidlertid blevet foreslået, at en kvanteviskositet, som er en type viskositet, der opstår fra væskens kvantenatur, kunne eksistere i superfluid helium. Hvis kvanteviskositet eksisterer, ville det være muligt at måle Reynolds lignelse i superfluid helium ved at bruge en teknik kaldet torsionsoscillator.

En torsionsoscillator er en enhed, der består af en skive ophængt i en ledning. Når disken er snoet og frigivet, vil den svinge frem og tilbage. Hyppigheden af ​​oscillationerne bestemmes af inertimomentet af skiven og ledningens vridningsstivhed.

Hvis et superfluid heliumbad placeres omkring torsionsoscillatoren, vil heliumets kvanteviskositet få skiven til at oscillere langsommere. Mængden af ​​dæmpning afhænger af heliumets kvanteviskositet, og den kan bruges til at måle Reynolds lignelse.

Måling af Reynolds-lignelse i superfluid helium kunne hjælpe med at påvise eksistensen af ​​kvanteviskositet. Dette ville være en betydelig opdagelse, da det ville give ny indsigt i væskers kvantenatur.