Профессор IST Austria Бьорн Хоф и его коллеги из Института динамики и самоорганизации Макса Планка в Геттингене и Университета Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге внесли значительный вклад в ответ на этот вопрос в прошлом. В своей недавней публикации — в Nature Physics в феврале 2016 года — они в конечном итоге смогли показать, что превращение можно полностью охарактеризовать как фазовый переход, на основе их исследования так называемого «течения Куэтта». Этот вид потока состоит из вязкой жидкости, заключенной между двумя параллельными стенками, движущимися в противоположных направлениях.
Так же, как в трубах или каналах, турбулентность в потоке Куэтта сначала появляется в локализованных областях и, кажется, успешно сосуществует с ламинарными областями. Однако чрезвычайно продолжительные исследования показывают, что турбулентные и ламинарные области в действительности конкурируют и пытаются уничтожить друг друга.
Ниже критической скорости преобладает ламинарная фаза, но за пределами некоторого порога она уступает место турбулентности, что приводит к постоянно изменяющейся схеме сосуществования ламинарных и турбулентных областей.Качественно подобное поведение известно из «направленной перколяции». Считается, что эта простая статистическая физическая модель описывает многие контактные процессы в природе, такие как распространение лесных пожаров или эпидемии среди населения. Удивительно, но все эти очень разные явления должны характеризоваться одними и теми же тремя числами в точке перехода.
Эти три «критических показателя» полностью описывают результирующие флуктуирующие паттерны сосуществования для этого типа фазового перехода.Турбулентные эксперименты Куэтта могли точно подтвердить предсказанные критические показатели. Помимо окончательного ответа на вопрос о природе возникновения турбулентности, они также являются одним из первых экспериментальных подтверждений класса универсальности направленной перколяции.
Хоф комментирует: «Мы полагаем, что начало устойчивой турбулентности в других поперечных потоках также попадет в класс направленной перколяции, что необходимо будет подтвердить в будущих исследованиях».