Взаимодействие ротонно-фононное

Как уже говорилось в 2, в чистом Не все термодинамические функции определяются поведением газа элементарных возбуждений — фононов и ротонов, точнее, зависимостью их энергий от импульса. При добавлении в Не атомов Не к газу фононов и ротонов добавляется еш е один сорт элементарных возбуждений, связанных с атомами примеси. Как показали Л, Д. Ландау и И. Я. Померанчук (1948), примесные возбуждения взаимодействуют с фононами протонами,увлекаясь их движением, и не взаимодействуют со сверхтекучей частью жидкости. [c.698]

Перейдем к процессу б). Прямое превращение фонона в ротон, очевидно, невозможно, так как импульс фонона р много меньше импульса ротона р . При столкновении энергичного фонона (с энергией порядка А) с ротоном возможно образование двух ротонов. При этом угол между направлениями импульсов возникающих ротонов не должен быть слишком мал, как это следует из закона сохранения импульса. Как и в предыдущем случае, можно произвести оценку вероятности такого процесса. Для оценки можно считать, что фонон большой энергии взаимодействует с ротоном подобно ротону, т. е. энергия взаимодействия фонон — ротон в этом случае имеет вид б-функции (7.34). Подобно предыдущему, скорость приближения числа ротонов и фононов к равновесным значениям выражается через соответствующие химические потенциалы [c.53]

Когда В системе возникает более одного ротона, они начинают взаимодействовать. Это взаимодействие становится существенным при высоких температурах. Ландау и Халатников вычислили затухание первого и второго звука на основании кинетической теории, принимая во внимание рассеяние фононов на фононах, фононов на ротонах и ротонов на ротонах [c.381]

Характер этой кривой легко может быть понят на основании аналогии с поведением вязкости в газах, в которых вязкость пропорциональна плотности рассеивающих центров и длине свободного пробега между ними. В идеальном газе плотность пропорциональна давлению, а длина свободного пробега обратно пропорциональна ему. Это создает независимость вязкости от давления, пока длина пробега меньше размеров сосуда. В жидком гелии плотность ротонов и длина ротон-ротонного пробега задаются температурой и в этом смысле можно было бы ожидать отсутствия температурной зависимости у вязкости, определяемой ротон-ротонным взаимодействием. Однако наличие второго типа возбуждений вносит существенную поправку в эти рассуждения. При низких температурах преобладает ротон-фононное рассеяние, а произве- [c.670]

Ротонная часть коэффициента теплопроводности определяется в основном процессами рассеяния ротонов ротонами. Взаимодействие ротонов с фононами оказывается несущественным в области относительно более высоких температур (выше 0,9° К). При более же низких температурах это взаимодействие начинает играть существенную роль. Однако поскольку основной вклад в теплопроводность в этой области температур вносят, как мы видим, фононы, то соответствующим ротонным эффектом можно просто пренебречь. Вычисление мы производим лишь [c.113]

Так, для случая, когда посторонними частицами являются атомы изотопа Не , имеет место спектр типа (24.1) с эффективной массой т Л) 2,8т ,. По-видимому, спектр (24.1) имеет место также для случая электронов и ионов. До тех пор, пока скорость примесных частиц р т меньше скорости звука в сверхтекучем гелии, такая частица не способна излучать фононы. Излучение ротона также невозможно, если энергия примеси р 12т не превосходит энергию ротона А. Таким образом, примесные частицы, движущиеся с дозвуковыми скоростями, не будут взаимодействовать со сверхтекучей частью жидкости. Однако примесные частицы будут сталкиваться и взаимодействовать с фононами и ротонами и, естественно, будут увлекаться их движением. Поэтому в условиях слабого раствора примесные частицы увлекаются нормальным движением жидкости. Следует подчеркнуть, что полученный вывод об участий примесей в нормальном движении нисколько не связан с тем сверхтекучи или несверхтекучи атомы примеси сами по себе. Так, атомы маложивущего изотопа Не , способные сами по себе образовывать сверхтекучую жидкость, в слабом растворе в Не будут участвовать только в нормальном движении. Распределение атомов примеси по энергиям определится в области не очень [c.137]

В 1950 г. Померанчук [64] предположил, что в твердом Не обменное взаимодействие, приводящее к упорядочению спинов, будет очень мало, и, следовательно, упорядочение может наступить только при температурах, соответствующих но порядку энергии взаимодействия двух соседних магнитных ядерных диполей, т. е. примерно при 10 ° К. Можно ожидать, кроме того, что в жидкой фазе обменная энергия, приводящая к упорядочению спинов, намного превосходит обменную энергию в твердой фазе и что упорядочение спинов должно произойти при значительно более высоких температурах. Поэтому даже при учете существенной фононной и ротонной энтропий жидкости можно ожидать, что при не очень низких температурах энтропия жидкой фазы станет меньше энтропии твердой фазы (фиг. 34). Когда это произойдет, температурная производная кривой плавления изменит знак (фиг. 35). Итак, возможность существования минимума на кривой плавления Не не исключена, и очень вероятно, что наблюдаемые отклонения от квадратичного закона действительно указывают на наличие этого минимума. [c.815]

Ход кривой спектра е р) при не малых значениях импульса определяется конкретными свойствами взаимодействия атомов. В реальном Не эта кривая, измеренная экспериментально с помощью пеупругого рассеяния медленных нейтронов, имеет форму, показанную па рисунке. Фактически вклад в термодинамич. ф-ции жидкости, кроме начальной фононной — части, вносят квазичастицы вблизи минимума кривой— ротоны, где кривая может быть представлена в виде [c.270]

Теория Померанчука рассматривает слабые растворы Не — Не. При малых концентрациях раствора атомы Не двигаются в сверхтекучей жидкости как свободные частицы, практически не взаимодействуя друг с другом. При достаточно низких температурах, когда число фононов и ротонов резко падает, примеси Не двигаются в Не как в вакууме, соударяясь друг с другом. Только при более высоких температурах становится заметным их рассеяние на фононах и ротонах. При этом, как показал И. Я. Померанчук (1949), для концентраций X > 10рассеяние на фононах роли не играет, так как р о > Рп - при температурах 0,6 °К, т. е. при температурах, соответствующих ротонной области. [c.699]

Концепция элементарных возбуждений предполагает, что количество их невелико, так что энергия их взаимодействия между собой невелика по сравнению с их собственной энергией. В этом случае газ элементарных возбуждений можно рассматривать как идеальный газ. Поскольку при возбуждении жидкости фононы и ротоны могут появляться поодиночке, то очевидно, что они должны обладать целочисленным моментом и подчиняться статистике Бозе. Таким образом, фононный и ротонный газы описываются в равновесии равновесными функциями статистики Бозе. Что касается ротонов, то их энергия содержит большую величину А, и поэтому распределение Бозе [c.10]

В конденсиров. средах возможны разл. типы возбуждений и, следовательно, К. Колебания атомов (или ионов) около положения равновесия распространяются по кристаллу в виде волн (см. Колебания кристаллической решётки). Соответствующие К. наз. фононами. Единств, тип движения атомов в сверхтекучем гелии — звук, волны (волны колебаний плотности). Соответствующие К. наз. фононами и ротонами, все они — бозоны. Колебания магн. моментов атомов в магнитоупорядоченных средах представляют собой волны поворотов спинов (см. Спиновые волны). Соответствующая К.—магнон—также бозон. В полупроводниках К. являются эл-ны проводимости и дырки (обе — фермионы). Взаимодействуя друг с другом и с др. К., эл-ны и дырки могут образовывать более сложные К. экситон Ванье — Мотта, полярон, фазон, флуктуон). [c.250]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...