Profil de densité de l'écoulement supersonique d'un gaz superfluide

Profil de densité de l'écoulement annulaire, à une vitesse supersonique de 7 mm/s (correspondant à Mach 15), d'un gaz quantique superfluide composé d'atomes de rubidium, à quelques dizaines de nanokelvins. Un superfluide est un liquide ou un gaz qui devient parfaitement non visqueux à très basse température (quelques kelvins à plusieurs centaines de nanokelvins selon les fluides). A vitesse modérée, il peut donc s’écouler sans frottement (sans excitation des atomes) mais au-delà d’une certaine vitesse d’écoulement, proche de la vitesse du son dans le fluide, il peut perdre sa qualité de superfluide. Pour créer un écoulement supersonique d’un gaz superfluide, le gaz a été mis en rotation dans une bulle magnétique. Il est expulsé du centre par la force centrifuge et adopte spontanément une forme annulaire. Ces résultats éclairent la physique des superfluides en rotation ultra-rapide. Image en fausse couleur obtenue par absorption d'un laser résonnant.