Сценарий развития квантовой турбулентности на начальной стадии описал профессор института математики, физики и информационных технологий Тольяттинского государственного университета Сергей Талалов. Его выводы опубликованы в научном журнале Physics of Fluids. Это уже четвертая статья тольяттинского ученого, посвященная вопросам изучения квантовой механики вихрей за последние два года. Все четыре статьи были опубликованы в высокорейтинговых научных журналах, что показывает интерес научного сообщества к предлагаемой теории. Исследования изложены на английском языке.

В первых двух работах Сергей Талалов предложил новый подход в квантовании вихревых колец. Квантование — процесс сопоставления классической физики с квантовой системой, например, законов маятника с колебаниями молекул, учитывая при этом квантовые эффекты. В исследованиях 2023 года учёный применил полученные в 2021–2022 годах результаты к некоторым аспектам теории квантовой турбулентности.

"Турбулентность — очень сложное явление даже в классической физике. До сих пор нет чётких представлений о том, как она возникает, — поясняет Сергей Талалов. — Одна из известных моделей квантовой турбулентности описывает её как клубок вихрей. Однако квантование самого вихря, а также описание взаимодействия вихрей на квантовом уровне уже само по себе является проблемой. Изучение начальной стадии процесса, когда турбулентность появляется из одиночного вихря, приближает нас к пониманию того, как зарождается это явление".

В последних исследованиях учёный вычислил матрицу плотности развивающегося турбулентного потока и предложил общее выражение для статистической суммы турбулентного потока — важных в квантовой механике величин.

Несмотря на то что исследование носит фундаментальный, а не прикладной характер, более глубокое понимание квантовой турбулентности может продвинуть науку в описании классической турбулентности. Эти знания в будущем позволят улучшить инженерные решения в областях, где поведение жидкостей и газов, таких как вода и воздух, является ключевым вопросом.