Low frequency oscillatory flow of cryogenic helium
| Thesis title in Czech: | Nízkofrekvenční oscilační proudění kryogenního hélia |
|---|---|
| Thesis title in English: | Low frequency oscillatory flow of cryogenic helium |
| Key words: | superfluid helium, two-fluid model, torsional oscillation, quantized vortices |
| English key words: | superfluid helium, two-fluid model, torsional oscillation, quantized vortices |
| Academic year of topic announcement: | 2013/2014 |
| Thesis type: | Bachelor's thesis |
| Thesis language: | angličtina |
| Department: | Department of Low Temperature Physics (32-KFNT) |
| Supervisor: | doc. RNDr. David Schmoranzer, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned and confirmed by the Study Dept. |
| Date of registration: | 06.11.2013 |
| Date of assignment: | 06.11.2013 |
| Confirmed by Study dept. on: | 04.04.2014 |
| Date and time of defence: | 11.09.2014 00:00 |
| Date of electronic submission: | 30.07.2014 |
| Date of submission of printed version: | 30.07.2014 |
| Date of proceeded defence: | 11.09.2014 |
| Opponents: | Simone Babuin, Ph.D. |
| Advisors: | Dr. Martin James Jackson, Ph.D. |
| Guidelines |
| Osvojení základů kryogenního experimentu s použitím kapalného helia a nízkoteplotní termometrie. Základy videozáznamu a zpracování obrazu. Měření elektrických signálů pomocí fázově citlivé detekce s využitím PC, ovládání experimentu přes grafický programovací jazyk LabVIEW. Teoretický popis proudění vazkých a supratekutých tekutin v rámci dvoukapalinového modelu. Základy klasické a kvantové turbulence a metody její detekce v supratekutém heliu. |
| References |
| L.D. Landau, E.M. Lifshitz: Fluid dynamics, Pergamon Press, 1987
L.M. Milne-Thomson: Theoretical hydrodynamics,Dover Publications, 1996 R.J.Donnelly: Quantized vortices in helium II, Cambridge University Press, 1991 Progress in Low Temperature Physics, edited by W.P. Halperin, M. Tsubota, Elsevier, 2009 L. Skrbek a kol., Fyzika nízkých teplot, Matfyzpress, 2011 |
| Preliminary scope of work |
| Práce je věnována měření přechodu do turbulence v normálním a supratekutém heliu pomocí nízkofrekvenčních oscilátorů. Z měření v celém rozasahu teplot od 4.2 K až po milikelvínové teploty (10 mK) dosahované na rozpouštěcím refrigerátoru bude vyhodnocen zejména faktor útlumu oscilátorů, z nejž bude dále usuzováno na vlastnosti proudění včetně generace kvantovaných vírů a přechodu k turbulenci. Cílem práce je tedy prohloubení znalostí o přechodu oscilačních proudění od laminárních k turbulentním, zejména o mechanismu přechodu od potenciálního proudění supratekuté složky He II k disipačnímu díky nukleaci kvantovaných vírů. |
| Preliminary scope of work in English |
| The Thesis will be focused on measurements of the transition to turbulence in normal and superfluid helium using low-frequency oscillators. From the data obtained in the entire temperature range from 4.2 K down to mK temperatures (10 mK) achieved in a dilution refrigerator, the damping factors of these oscillators will be determined and used to infer further properties of the oscillatory flows, including the generation of quantized vortices and the transition to turbulence. The principal aim of the Thesis is therefore to gain further insight into the details of the transition of oscillatory flow from laminar to turbulent, and especially into the mechanisms of transition from the potential flow of the superfluid component of He II to a dissipative one owing to the nucleation of quantized vortices. |