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La présentation sera faite en anglais.
Résumé : Les vortex quantiques sont un élément central de la dynamique des superfluides et détiennent la clé de notre compréhension de la dissipation d’énergie dans ces systèmes. Dans ce manuscrit, nous présentons la phase HeII et certaines de ses propriétés uniques, et nous présentons une brève description du CryoLEM, un cryostat rotatif que nous avons utilisé pour explorer cette phase de l’4He. Nous montrons que nous sommes capables de visualiser ces tourbillons dans le cas canonique et de symétrie d’ordre supérieur d’un volume d’HeII en rotation stationnaire. En utilisant la visualisation directe, nous vérifions quantitativement la loi de Feynman liant la densité de vortex quantiques résultante de la vitesse de rotation imposée. Nous tirons le parti de cette configuration stable en l’utilisant comme condition initiale reproductible pour sonder HeII dans un régime de rotation à contre-courant, en appliquant un flux de chaleur alternatif ou constant aligné avec l’axe de rotation. Des amplitudes modérées ont conduit à l’observation d’un mode d’onde collectif se propageant le long des vortex, et des amplitudes élevées ont conduit à des interactions entre vortex quantiques. Les ondes ont été observées quantitativement à l’aide des techniques de vélocimétrie par suivi de particules et de vélocimétrie par imagerie de particules, ce qui a permis une première étude visuelle des ondes se propageant le long des vortex quantiques à travers leur relation de dispersion. En augmentant le flux de chaleur, nous avons observé les interactions entre vortex, dont nous avons étudié les limites du régime. Les reconnexions de vortex quantiques observées ont conduit le système au seuil de la turbulence en rotation. Cet ensemble de régimes définit un chemin vers la turbulence quantique en rotation dans l’HeII et établit une base de référence pour consolider les descriptions de tous les fluides quantiques. En outre, l’étude numérique via Gross-Pitaevskii de l’influence de la forme des particules sur leur piégeage sur le cœur du vortex quantique est entreprise, montrant que la forme a effectivement une influence sur la fréquence de Magnus liée au piégeage. Parallèlement, des simulations numériques qualitatives sur des particules non-sphériques accélérées sont entreprises, montrant les possibilités du code FROST mis à jour.
