Ett team av forskare ledda av University of Manchester är på väg att avslöja några av turbulensens mysterier – en naturkraft som har kaotiskt inflytande på land, hav och luft.

Miljontals flyg- eller sjöpassagerare har upplevt de ångestframkallande effekterna av turbulens-men det är fortfarande dåligt förstått av forskare.

Men ett genombrottsexperiment kan hjälpa till att ändra detta. Pionjärstudien ska genomföras av ett team som leds av professor Andrei Golov från Manchesters fysik- och astronomiska högskola, med emeritusprofessor Joe Vinen, från University of Birmingham, plus doktor Paul Walmsley och emeritusprofessor Tom Mullin från Manchester.

Denna grupps arbete ingår i ett projekt på 2 miljoner pund, ledd av professor Golov, det kommer också att involvera professor Peter McClintock och hans medarbetare från Lancaster University. Detta fyraåriga bidrag från EPSRC kommer att finansiera Storbritanniens största forskningsprojekt om kvantturbulens, använder de högspecialiserade lågtemperaturlaboratorierna i Manchester och Lancaster.

Professor Golov förklarade att turbulens är viktigt att förstå och kontrollera eftersom dess kaotiska flöde inte bara finns i många verkliga och konstgjorda fenomen, inklusive vädersystem och flygplanets rörelse i atmosfären, vatten rinner i stormiga hav och rör - men även plasmapromenader i solkoronan och turbulens i det intergalaktiska mediet.

"Alla dessa fenomen har enorm betydelse för mänskligt liv och vårt välstånd - men på grund av dess inneboende komplexitet är vår förståelse av turbulens fortfarande ganska dålig, sa professor Golov.

För att bättre förstå turbulensens mycket effektfulla natur Det team som leds av University of Manchester kommer att fokusera sitt arbete på turbulens i supervätskor som kallas kvantturbulens.

"På vissa sätt är kvantturbulens enklare än den klassiska hydrodynamiska turbulensen, "Professor Golev tillade." Eftersom den består av diskreta kvantiserade virvellinjer, och det finns ingen viskositet - men på vissa sätt är det mer komplext, eftersom den har samexisterande hydrodynamiska och vågliknande rörelser av virvellinjer.

"Så vi kan tillämpa både befintliga och nya teoretiska metoder för att beskriva kvantturbulens som nödvändigtvis kommer att leda till framsteg i förståelsen av turbulens som ett allmänt fenomen."

På grund av problemets komplexitet finns för närvarande bara grova teoretiska modeller för kvantturbulens.

Men efter mer än ett decennium av forskning, Manchester-Birmingham-laget är nu på väg att genomföra ett efterlängtat experiment för att visualisera kvantturbulens i noll-temperaturgränsen. Med hjälp av laser, känsliga kameror och roterande kryostater, de kommer att avbilda formerna och rörelsen hos virvellinjer i turbulent superfluid helium vid endast 0,1 grad över absolut noll.

"Vi förväntar oss att detta arbete kommer att leda till ett revolutionerande genombrott inom detta område - så naturligtvis är vi väldigt glada när vi förbereder oss för detta banbrytande experiment, "tillade professor Golov.