저런 장치를 Vortex(소용돌이) Cannon이라고 합니다. 유튜브 같은데서 검색하시면 각종 tv쇼부터 과학프로그램 수많은 유튜버들의 영상을 찾아보실 수 있을 것입니다.
그리고 저 장치에 의해 생기는 움직이는 고리모양의 구조를 Vortex Ring이라고 합니다.
Vortex Ring은 특정한 방향성분이 유달리 강한, 운동량을 가지는 제트펄스형태의 이류가 상대적으로 정지해 있는 주변 유체를 지나갈 때 발생합니다.
속도가 서로 다른 유체흐름이 만나면 경계부위에서 점성마찰이 발생합니다. 이게 난류가 발생하는 근본적인 이유인데 이러한 난류가 제트흐름의 가장자리쪽으로 발생하면서 측면으로 정체부위가 만들어집니다. 여기에 제트로 인해 발생한 후미쪽의 낮은 압력으로 주변유체가 안쪽으로 말려들어가는 영역도 발생하는데 이 두가지가 상호작용하면서 축대칭형태의 소용돌이 고리가 만들어집니다.
이렇게 순간적으로 생성된 소용돌이는 기존 제트흐름에 일정정도 피드백 역할을 해주기 때문에 고리구조를 일정시간동안 안정적인 형태로 유지시켜 줍니다. 그리고 본래가지고 있던 제트방향으로 그대로 함께 이동해 나가죠.
그리고 참고로 제목에서 언급한 양자역학에서도 이러한 Vortex(소용돌이)는 중요한 주제중 하나입니다. 특히나 헬륨초유체나, 초전도체에서의 상전이 현상과 관련해서...