Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

06.09 Низкотемпературная акустика, звук в жидком гелии

 

Коробов А.И., Кокшайский А.И., Ширгина Н.В. «Определение упругих свойств сверхпроводящей керамики YBa2Cu3O7-x методами акустической диагностики» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 86 (2019). 106 с.

Образцы высокотемпературной сверхпроводящей (ВТСП) керамики YBa2Cu3O7-x для экспериментальных исследований были приготовлены в НИЦ «Курчатовский институт». Аналогичная керамика используется в различных технических устройствах. В интервале температур от 78 до 300 Кельвина экспериментально исследованы линейные и нелинейные упругие свойства ВТСП-керамики YBa2Cu3O7-x. Линейные упругие свойства керамики исследовались путем измерения импульсным методом скорости продольных и сдвиговых волн, а нелинейные свойства этих материалов исследовались спектральным методом по эффективности генерации второй упругой гармоники. Были измерены температурные зависимости амплитуд первой и второй гармоник продольной и сдвиговых волн, а также температурные зависимости скоростей этих волн. При температуре порядка 91 К в исследованном образце ВТСП-керамики было обнаружено аномальное поведение линейных и нелинейных упругих характеристик образца, которое связывается с переходом в сверхпроводящее состояние. На фоне монотонного роста с понижением температуры у скорости как продольных, так и сдвиговых волн обнаружено аномальное поведение при температуре порядка 91 К. В случае продольных волн при этой температуре отмечено изменение угла наклона зависимости скорости от температуры, что соответствует аномалии как относительного изменения скорости, так и ее производной по температуре. Скачок относительного изменения скорости продольных волн в области перехода составил –0.0001, а скачок производной относительного изменения скорости волны по температуре 0.0002. Для сдвиговой скорости скачка скорости в области перехода не наблюдалось, а величина скачка производной составила также 0.0002. В окрестности температуры фазового перехода шириной порядка 10 К установлено локальное увеличение продольного нелинейного акустического параметра примерно на 20%. Проведенные экспериментальные исследования упругих свойств ВТСП-керамики YBa2Cu3O7-x в области сверхпроводящего перехода при Т=91К показывают, что перестройка электронной подсистемы в твердых телах при электронных фазовых переходах оказывает существенное влияние на упругие свойства твердых тел. Ключевые слова: высокотемпературная сверхпроводящая керамика, продольные и сдвиговые упругие волны, нелинейный упругий параметр, генерация второй гармоники

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 86 (2019). 106 с. | Рубрика: 06.09

 

Scott T.C., Zloshchastiev K.G. «Resolving the puzzle of sound propagation in liquid helium at low temperatures» Физика низких температур, 45, № 12, с. 1456-1461 (2019)

Experimental data suggests that, at temperatures below 1 K, the pressure in liquid helium has a cubic dependence on density. Thus the speed of sound scales as a cubic root of pressure. Near a critical pressure point, this speed approaches zero whereby the critical pressure is negative, thus indicating a cavitation instability regime. We demonstrate that to explain this dependence, one has to view liquid helium as a mixture of three quantum Bose liquids: dilute (Gross–Pitaevskii-type) Bose–Einstein condensate, Ginzburg–Sobyanin-type fluid, and logarithmic superfluid. Therefore, the dynamics of such a mixture is described by a quantum wave equation, which contains not only the polynomial (Gross–Pitaevskii and Ginzburg–Sobyanin) nonlinearities with respect to a condensate wavefunction, but also a non-polynomial logarithmic nonlinearity. We derive an equation of state and speed of sound in our model, and show their agreement with the experiment. Ключевые слова: сверхтекучий гелий, квантовая бозе-жидкость, уравнение состояния, скорость звука.

Физика низких температур, 45, № 12, с. 1456-1461 (2019) | Рубрика: 06.09