低温学项目

对拖曳网格尾流中量子湍流衰减的系统研究。

流体中的湍流是自然界中最常见的现象之一，其尺度从普通的茶杯到银河系比例的旋转气体星云都有。我们的目标是在一种不常见的介质中研究这种常见的，但迄今为止知之甚少的行为:超流氦，其流动受到量子力学性质的强烈影响。

紊流的实验研究有许多可能的方法。在这个项目中使用的是经典湍流研究的主要内容:衰减的湍流是在均匀网格的尾迹中探测的，在我们的例子中，网格被拖过一个方形通道。我们使用亚稳态氦分子的荧光来可视化流动，这是本实验室最近开发的一种新技术。使用这种技术，我们能够在一定尺度和衰减时间范围内提取速度(超流氦的正常成分)的信息。所获得的信息，除其他外，允许研究流的各种统计特性。

低重力模拟装置

低重力模拟器原理图

悬浮液氦液滴中量子化涡缠结演化的计划研究。

该项目的目标包括彻底调查漩涡的出现如何影响旋转超流体液滴的稳定性，以及深入研究无壁环境中漩涡缠结的演变。本研究将进一步加深我们对超流体液滴形态的认识，并对纯超流体的湍流耗散机制有进一步的认识。

空间应用多层绝缘性能研究。

多层保温层热导率实验是对多层保温层热性能的测量。这种轻质绝缘材料由交替的薄反射层和绝缘层组成，被用作航天器、低温储存罐、核磁共振成像和太空仪器的高性能绝缘材料。

利用传统测速技术研究He II中热和机械产生的湍流。

在这个实验中，我们使用直接流动显示和秒声衰减来研究He II的湍流。热生成流的特性是重要的，因为He II被用作超导体和太空仪器的冷却剂。研究人员对了解低温氦中机械产生的湍流感兴趣，因为这种流体具有低的运动粘度，这可能使它能够在紧凑而高效的实验室环境中模拟大规模流动。

这个实验是在一个13英寸的室内进行的。长透明垂直流道5/8 x 5/8英寸。横断面浸在带有光学通道的氦低温恒温器中。流量可以通过通道底部的加热器产生，也可以通过牵引网格(网格数M = 3、3.75或5毫米)通过通道，速度可达1米/秒。产生的流的图像可以以每秒120帧的速度捕获。

突然失去真空装置

突然失去真空示意图

本实验模拟了液氦冷却超导射频(SRF)空腔串内真空的突然损失

用于高能物理研究的现代线性粒子加速器(LINAC)采用了液氦(LHe)冷却的超导射频(SRF)技术。这种线性加速器的SRF束线或“空腔串”本质上是一个长而高真空的通道，沉浸在LHe中，并在大气附近相互连接。束线真空的意外损失到大气中，例如由于破裂，被认为是灾难性的，因为破裂将使封闭的真空空间暴露在温暖的大气中。从局部破裂迅速流入的空气将沿真空空间向下传播，并在冷束线上凝结，将大量热通量传递到LHe。我们对这一课题的研究主要集中在了解在凝结存在的情况下，流入的空气如何在真空空间中传播。该方案通过将近大气氮气(空气的替代品)排放到浸在LHe浴中的真空管中，然后测量气体沿真空管的前沿传播速度来研究。

到目前为止，我们已经实验并描述了气体在1.5英寸长、1.5米长、浸泡在4.2 K液氦中的直长外径管中的传播。未来的工作包括开发超流氦(He II)冷却剂的设备和详细的参数实验。

系统研究了He II稳态和衰减热逆流中的正常流体运动和量化涡线密度。

超流氦-4 (He II)作为冷却剂在许多工程应用中得到了广泛的应用。研究He II的热致流动可以帮助工程师设计更好的冷却系统。本实验室开发了一种基于激光诱导荧光的亚稳态He2三态分子细线流动显示技术。结合流动可视化和二次声衰减测量，我们可以研究He II的热诱导流动及其衰减。