ОСОБЕННОСТИ КОЛЕБАНИЙ НЕМАТИЧЕСКОГО АЭРОГЕЛЯ В СВЕРХТЕКУЧЕМ НЕ-3 Текст научной статьи по специальности «Физика»

ОСОБЕННОСТИ КОЛЕБАНИЙ НЕМАТИЧЕСКОГО АЭРОГЕЛЯ В СВЕРХТЕКУЧЕМ НЕ-3

Суровцев Е. В.

Институт Физических Проблем им. П.Л. Капицы РАН, г. Москва, Россия,

e.v.surovtsev@gmail.com

Эксперименты с колеблющимся в сверхтекучем Не-3 нематическим аэрогелем, который прикреплен к тонкой сверхпроводящей П-образной нити, позволяют исследовать сверхтекучие свойства новых фаз, которые становятся устойчивыми в Не-3 внутри анизотропных аэрогелей. В такого рода экспериментах наблюдаются две колебательные моды: первая из них соответствует механическим колебаниям составной системы и существует во всем диапазоне температур, а вторая возникает в момент перехода Не-3 в сверхтекучее состояние внутри аэрогеля и является аналогом второго звука в системе. Температурные зависимости частот двух наблюдаемых колебательных мод оказываются чувствительны к величине сверхтекучей плотности фазы Не-3 внутри аэрогеля. Несмотря на то, что тип колебаний системы легко угадывается, величина сверхтекучей плотности, которая может быть вычислена из экспериментальных данных с помощью уравнений двухжидкостной гидродинамики в присутствии примесей (теория Халатникова), противоречит разумным предположениям. В частности, величина сверхтекучей плотности полярной фазы сверхтекучего Не-3, вычисленная на основе температурной зависимости первой колебательной моды при помощи простых моделей протекания сверхтекучей компоненты через аэрогель, оказывается примерно в два раза больше, чем её величина, предсказанная для чистого Не-3. В тоже время, сверхтекучая плотность, вычисленная при помощи второй колебательной моды, зависит от температуры нехарактерным для теории Гинзбурга-Ландау образом. В докладе будет показано, что наблюдаемые несоответствия связаны с характерными особенностями, исследуемой системы: анизотропией аэрогеля (аксиальная симметрия) и большой разницей между скоростью первого звука в Не-3 и скоростями звука в аэрогеле. Будет продемонстрировано, что учет дополнительного феноменологического члена в энергии системы, описывающего взаимодействие анизотропного аэрогеля и Не-3, а также использование гидродинамических граничных условий, позволяет полностью описать наблюдаемые в экспериментах температурные зависимости частот колебаний, при этом никаких отклонений сверхтекучей плотности от ее объемного значения не требуется.

Литература

1. Dmitriev V. V., Kutuzov M. S., Soldatov A. A., Surovtsev E. V., Yudin A. N. // Pis'ma v ZhETF. - 2020. - vol. 112, iss. 12. - pp. 820 - 821.

2. Суровцев Е.В.// ЖЭТФ. - 2022. - Т. 162. - Вып. 6(12). - С. 917 - 925.

3. Суровцев Е.В.// Письма в ЖЭТФ. - 2022. - Т. 116 - Вып. 10. - С. 724 - 732.

4. Суровцев Е.В.// Письма в ЖЭТФ. - 2023. - Т. 118 - Вып. 10. - С. 754 - 760.