Une équipe de chercheurs dirigée par l'Université de Manchester est sur le point de révéler certains des mystères de la turbulence - une force de la nature qui a une influence chaotique sur la terre, mer et air.

Des millions de passagers aériens ou maritimes ont subi les effets anxiogènes des turbulences – mais cela reste encore mal compris par les scientifiques.

Mais une expérience révolutionnaire pourrait aider à changer cela. L'étude pionnière doit être menée par une équipe dirigée par le professeur Andrei Golov de l'École de physique et d'astronomie de Manchester, avec le professeur émérite Joe Vinen, de l'Université de Birmingham, ainsi que le Dr Paul Walmsley et le professeur émérite Tom Mullin de Manchester.

Le travail de ce groupe fait partie d'un projet financé par 2 millions de livres sterling, dirigé par le professeur Golov, cela impliquera également le professeur Peter McClintock et ses collègues de l'Université de Lancaster. Cette subvention de quatre ans de l'EPSRC financera le plus grand projet de recherche du Royaume-Uni sur la turbulence quantique, utilisant les laboratoires de basse température hautement spécialisés de Manchester et Lancaster.

Le professeur Golov a expliqué que la turbulence est importante à comprendre et à contrôler car son flux chaotique est présent non seulement dans de nombreux phénomènes du monde réel et artificiels, y compris les systèmes météorologiques et le mouvement des aéronefs dans l'atmosphère, l'eau s'écoule dans des mers et des tuyaux agités – mais aussi des protubérances de plasma dans la couronne solaire et des turbulences dans le milieu intergalactique.

"Tous ces phénomènes ont une incidence énorme sur la vie humaine et notre prospérité - mais en raison de sa complexité inhérente, notre compréhension des turbulences est encore assez pauvre, " a déclaré le professeur Golov.

Pour mieux comprendre la nature hautement impactante de la turbulence L'équipe dirigée par l'Université de Manchester concentrera ses travaux sur la turbulence dans les superfluides, connue sous le nom de turbulence quantique.

« À certains égards, la turbulence quantique est plus simple que la turbulence hydrodynamique classique, " ajouta le professeur Golev. " Parce qu'il se compose de lignes de vortex quantifiées discrètes, et il n'y a pas de viscosité - mais à certains égards, c'est plus complexe, car il possède des mouvements hydrodynamiques et ondulatoires coexistants de lignes de vortex.

"Nous pouvons donc appliquer à la fois des approches théoriques existantes et nouvelles pour décrire la turbulence quantique, ce qui conduira nécessairement à des progrès dans la compréhension de la turbulence en tant que phénomène général."

En raison de la complexité du problème, seuls des modèles théoriques bruts de turbulence quantique existent actuellement.

Mais après plus d'une décennie de recherche, l'équipe Manchester-Birmingham est maintenant sur le point de mener une expérience tant attendue pour visualiser la turbulence quantique dans la limite de température zéro. À l'aide de lasers, caméras sensibles et cryostats rotatifs, ils imageront les formes et le mouvement des lignes de vortex dans l'hélium superfluide turbulent à seulement 0,1 degré au-dessus du zéro absolu.

"Nous nous attendons à ce que ce travail conduise à une percée révolutionnaire dans ce domaine - nous sommes donc naturellement très enthousiastes alors que nous nous préparons pour cette expérience pionnière, " a ajouté le professeur Golov.