Como medir a semelhança de Reynolds em superfluidos poderia ajudar a demonstrar a existência de viscosidade quântica
A similitude de Reynolds é um número adimensional que caracteriza a razão entre as forças inerciais e as forças viscosas em um fluxo de fluido. É definido como:
$$Re =\frac{\rho v L}{\mu}$$
onde:
* $\rho$ é a densidade do fluido
* $v$ é a velocidade do fluido
* $L$ é o comprimento característico do fluxo
* $\mu$ é a viscosidade dinâmica do fluido
No hélio superfluido, a viscosidade dinâmica é zero em temperaturas abaixo do ponto lambda, que é cerca de 2,17 K. Isso significa que o hélio superfluido flui sem qualquer atrito e a semelhança de Reynolds é indefinida.
No entanto, foi proposto que uma viscosidade quântica, que é um tipo de viscosidade que surge da natureza quântica do fluido, poderia existir no hélio superfluido. Se a viscosidade quântica existir, então seria possível medir a semelhança de Reynolds no hélio superfluido usando uma técnica chamada oscilador torcional.
Um oscilador torcional é um dispositivo que consiste em um disco suspenso por um fio. Quando o disco é torcido e solto, ele oscila para frente e para trás. A frequência das oscilações é determinada pelo momento de inércia do disco e pela rigidez torcional do fio.
Se um banho superfluido de hélio for colocado ao redor do oscilador torcional, a viscosidade quântica do hélio fará com que o disco oscile mais lentamente. A quantidade de amortecimento depende da viscosidade quântica do hélio e pode ser usada para medir a semelhança de Reynolds.
Medir a semelhança de Reynolds no hélio superfluido poderia ajudar a demonstrar a existência de viscosidade quântica. Esta seria uma descoberta significativa, pois forneceria novos insights sobre a natureza quântica dos fluidos.