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超流氦表面活性粒子的二维布朗运动。

Two-dimensional Brownian motion of active particle on superfluid helium surface.

作者信息

Boltnev Roman E, Vasiliev Mikhail M, Petrov Oleg F

机构信息

Joint Institute for High Temperatures of Russian Academy of Sciences, Izhorskaya Str. 13/2, Moscow, Russia, 125412.

出版信息

Sci Rep. 2023 Dec 18;13(1):22538. doi: 10.1038/s41598-023-49672-3.

DOI:10.1038/s41598-023-49672-3
PMID:38110441
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10728076/
Abstract

We report an experimental study of the 2D dynamics of active particles driven by quantum vortices on the free surface of superfluid helium at T = 1.45 К. The particle motion at short times (< 25 ms) relates to anomalous diffusion mode typical for active particles, while for longer times it corresponds to normal diffusion mode. The values of the rotational and translational kinetic energies of the particle allow to determine for the first time the intensity of the particle-vortex interaction and the dissipation rate of the vortex bundle energy. Strong bonding between a particle and a vortex is explained by coupling of normal and superfluid components.

摘要

我们报告了一项关于在T = 1.45 К的超流氦自由表面上由量子涡旋驱动的活性粒子二维动力学的实验研究。短时间内(< 25毫秒)粒子的运动与活性粒子典型的反常扩散模式有关,而较长时间时则对应于正常扩散模式。粒子的转动和平动动能值首次使得能够确定粒子 - 涡旋相互作用的强度以及涡旋束能量的耗散率。粒子与涡旋之间的强键合是由正常和超流成分的耦合来解释的。

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