CC BY
0ОБНАРУЖЕНИЕ СВЕРХТЕКУЧИХ ПЕРЕХОДОВ В 3He В
НЕМАТИЧЕСКОМ АЭРОГЕЛЕ В ВЫСОКОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ
Дмитриев В. В.1, Кутузов М. С.2, Петрова Д. В. -1'3, Солдатов А. А.1, Юдин А.
Н.1
хИнститут физических проблем им. П.Л. Капицы РАН, г. Москва, Россия,
dvpetrova_2@edu.hse.ru 2Metallurg Engineering Ltd., г. Таллинн, Эстония, metallurg@metallurg.eu 3Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»,
г. Москва, Россия
Сверхтекучесть 3He связана с куперовским спариванием частиц с полным орбитальным моментом и спином равными 1. Это позволяет существование различных по своей структуре и свойствам сверхтекучих фаз. Однако в чистом 3He в отсутствие магнитного поля реализуются только A и B фазы. При помещении 3He в магнитное поле становится доступной еще одна фаза — так называемая фаза. Область существования Ai фазы линейна по полю. Еще одним способом, позволяющим реализацию новых фаз, является контролируемое введение примесей, роль которых могут играть аэрогели высокой пористости. Аэрогель — материал, состоящий из твердых нитей, размер которых много меньше расстояния между ними.
В случае проведения экспериментов в чистом 3He (без добавления 4He) в нематическом аэрогеле (все нити которого параллельны друг другу) реализуется чистая A фаза (при предварительном покрытии нитей 4He становится выгодной полярная фаза), а температура сверхтекучего перехода подавляется [1]. В 3He в аэрогеле также должно происходить расщепление температуры перехода в магнитном поле, которое, согласно теоретическим предсказаниям [2], должно быть нелинейным по магнитному полю из-за влияния магнитного рассеяния. Недавние исследования [3] показали, что в низких магнитных полях температура верхнего перехода Tcai (из нормальной в Ai фазу) зависит нелинейно от поля.
Для изучения сверхтекучего 3He могут использоваться различные резонаторы, например, вибрирующая проволочка. При этом параметры ее резонанса будут определяться свойствами как самой проволочки, так и окружающей среды. В экспериментах в 3He образец аэрогеля приклеивается к такой вибрирующей проволочке. Жидкий 3He заполняет пространство между нитями аэрогеля, в результате чего параметры резонанса начинают зависеть и от свойств жидкости внутри аэрогеля.
В случае использования анизотропного образца аэрогеля кроме основного механического резонанса вибрирующей проволочки также наблюдается вторая мода колебаний, которая является аналогом звуковых колебаний и возникает за счет колебаний нормальной и сверхтекучей компонент внутри образца аэрогеля. В этой серии экспериментов в результате сканирования в большем диапазоне частот удалось измерить температурные зависимости параметров обеих мод резонанса. По этим данным удалось изучить как зависимость температуры верхнего перехода Tcai в широком диапазоне магнитных полей, так и обнаружить нижний переход Tca2 (из Ai в A2 фазу) благодаря использованию высоких магнитных полей от 2 до 3 Тл, чего не удавалось сделать ранее [3].
Литература
1. Dmitriev V.V., Soldatov A.A., Yudin A.N. // PRL. - 20i8. - V. i20. - P. 07530i
2. Baramidze G.A., Kharadze G.A., // J. Low Temp. Phys. - 2004. - V. i35. - P. 399
3. Dmitriev V.V., Kutuzov M.S., Soldatov A.A., Yudin A.N. // PRB. - 2023. - V. i07. - P.
0245070
