Projet GIANTE : Propriétés lagrangiennes et universalité de la turbulence quantique
Dans le monde qui nous entoure, les fluides comme l'eau, l'air et l'huile perdent de l’énergie en raison du frottement de ses molécules avec les parois ou avec elle-mêmes. Cependant, dans le monde quantique, il existe des fluides très particuliers qui s'écoulent sans aucune friction, on les appelle les superfluides.
Un exemple notable est l'hélium à des températures extrêmement basses, inférieures à -271 degrés Celsius. Dans les superfluides, un phénomène quantique très distinctif est la présence de ce qu'on appelle des vortex quantiques. Ces vortex ressemblent à de petites tornades, parfois aussi petites que quelques Ångströms (l'échelle de quelques atomes) dans le cas de l'hélium. Bien qu'ils soient des entités purement quantiques, ces vortex interagissent entre eux de manière similaire aux vortex classiques.
Pendant près de deux décennies, des particules d’hydrogène de taille micrométrique ont été utilisées pour étudier leur dynamique. Cependant, en raison de leur grande taille, il était difficile de savoir comment ils interagissaient avec les vortex quantiques et ce qu’ils échantillonnaient lorsqu’ils étaient utilisés à des fins de visualisation. Le premier objectif de l'ANR GIANTE était de comprendre la dynamique de ces particules et leur interaction avec les vortex pour soutenir les expériences en cours et futures.
Le deuxième objectif principal de l'ANR GIANTE était de tester l'universalité de la turbulence. Lorsque de nombreux vortex quantiques sont présents dans un conteneur, ils interagissent entre eux et présentent à grande échelle des caractéristiques similaires à la turbulence que l'on observe, par exemple, dans l’eau ou l’air turbulent. L’ANR GIANTE a établi à quel point la turbulence quantique et classique sont semblables.
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Découvrez le portrait de Giorgio Krstulovic à l'origine du projet GIANTE !
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Découvrez un vortex en 3D – et pas n’importe quel vortex, un vortex superfluide ! Un superfluide, c’est un liquide qui ne subit plus aucun frottement en dessous d’une certaine température. Lorsque l’on fait tourner ces liquides très particuliers, ils peuvent former des tourbillons très spéciaux qui piègent des particules, et qui révèlent des propriétés inattendues à l'équipe de Giorgio Krstulovic dans le cadre du projet GIANTE !