Roton

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 18. huhtikuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 6 muokkausta .

Roton
Alkuaineviritteiden spektri nestemäisessä heliumissa
Yhdiste:	Kvasihiukkanen
Luokitus:	Biroton
Kenen ja/tai minkä mukaan se on nimetty?	Lat . roto - "pyörii, pyöritä"
Tyyppien lukumäärä:	yksi

Roton ( latinasta roto - "pyörin, pyörin") on supernesteen 4 He alkuaineviritys ( kvasihiukkanen ) , joka liittyy supernesteen heliumin atomirakenteeseen ja jolla on neliöllinen energiaspektri lähellä liikemäärää , jossa on tyypillinen interatomi. etäisyys. Tällaisten kvasihiukkasten esiintymisellä on erityinen vaikutus supernesteen käyttäytymiseen yhden kelvinin lämpötila- alueella . Termin esitteli I. E. Tamm [1] . $E(p)$ $p_{0}\sim h/a$ $a$

Viritysten energiaspektri 4 He :ssä

Heliumin alkeisvirittymien energiaspektrillä on alkuosassa lineaarinen riippuvuus, paikallinen minimi ( , ), jossa se vastaa noin 8,6 K lämpötilaa . Spektrin lineaarisen osan alkuherätteitä kutsutaan yleensä fononeiksi . Lähellä olevan alueen alkeisherätteitä kutsutaan rotoneiksi. $p_{0}$ $E_{0}$ $E_{0}$ $p_{0}$

Fononienergia

Fononeilla on lineaarinen hajontalaki . Fononienergia liittyy kvasi-vauhtiin seuraavalla yksinkertaisella lausekkeella:

$E=cp$ , jossa с ≈965 m/s on äänen nopeus heliumissa.

Energy rotons

Dispersiokäyrän paikallisen minimin lähellä olevien rotonien energialla on neliömuoto [2] :

$E(p)=\Delta +{\frac {(p-p_{0})^{2}}{2\mu }}$

Tässä sen arvo on suuruusluokkaa 8,6 K energian lämpötilayksiköissä, on tehollinen massa. Spektrin rotonivyöhykkeen minimin sijainnin ja rotonien tehollisen massan lasketut arvot [3] : $\Delta$ $\mu$

${\frac {p_{0}}{h}}=1{,}99\cdot 10^{{10}}$ m −1 , , missä on vapaan heliumatomin massa. $\mu =0{,}26m_{\mathrm {Hän} }$ ${\displaystyle m_{\mathrm {Hän} ))$

Landau-kriteeri

Rotonien esiintymisen fyysinen merkitys energiaspektrissä vastaa pyörteen liikkeen esiintymistä supernesteessä. Ja vaikka itse pyörre on olemassa ei-hajoavasti, sen muodostuminen vaatii energiaa, jonka järjestelmä menettää. Siten syntyy kitkaa. Edellytyksenä tällaisten kvasihiukkasten esiintymättä jättämiselle on Landau-superfluiditeettikriteeri . On selvää, että tämän kriteerin täyttyminen nesteen liikkeelle tietyllä nopeudella voidaan esittää suoran viivan leikkauskohdan puuttumisena alkeisherätteiden energiaspektrin riippuvuudesta . Tällaisten risteyskohtien läsnäolo osoittaa energiaspektrin vastaavan osan kvasihiukkasten ilmaantumisen mahdollisuudesta, kun liikemäärän ja energian säilymisen lait täyttyvät samanaikaisesti. Teoreettisesti hajoamattoman liikkeen ehdon pitäisi täyttyä noin 80 m/s nopeuksiin asti, mutta käytännössä superfluiditeetti rikotaan paljon pienemmillä nopeuksilla spektrin korkean energian osan vuoksi. $V$ $E=Vp$ $E(p)$

Vaikutus lämpökapasiteettiin ja muihin ominaisuuksiin

Rotoneilla on tärkeä rooli supernesteisen heliumin ominaisuuksissa lämpötilassa T ≈ 0,6 K. Ne määrittävät lämpökapasiteetin, entropian, normaalitiheyden jne. termien olemassaolon, jotka riippuvat eksponentiaalisesti lämpötilasta. Siten lämpökapasiteetilla alle 0,6 K lämpötiloissa on fononilämpötilariippuvuus:

$C_{p}\sim T^{3}$ .

Yli 0,6 K lämpötiloissa lämpökapasiteetin riippuvuus muuttuu eksponentiaaliseksi [4] :

$C_{p}=V{\frac {p_{0}^{2}\Delta ^{2}}{2\pi ^{2}\hbar ^{3}T^{2}}}(2\pi \mu T^{2})^{{1/2}}e^{{{-{\frac {\Delta }{T))))$ .

Biroton

Kaksi rotonia vastakkaisiin impulsseihin muodostavat sidotun tilan - biotoni , jonka liikemäärä L=2, sitoutumisenergia 0,25 K [4] .

Muistiinpanot

↑ Roton TSB:ssä . Haettu 29. marraskuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 5. marraskuuta 2011. (määrätön)
↑ Rotonien paikalliset tilat lähellä ioneja heliumissa II
↑ Helium II:n lämpörakenteen tutkimus kylmäneutronien sironnan avulla, E. L. Andronikashvili . Haettu 29. marraskuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 22. toukokuuta 2013. (määrätön)
↑ 1 2 Fyysinen tietosanakirja / ch. toim. A. M. Prokhorov. - Suuri venäläinen tietosanakirja, 1994. - T. 4. - S. 400. - 704 s. - 40 000 kappaletta. - ISBN 5-85270-087-8 . Arkistoitu 14. maaliskuuta 2012 Wayback Machinessa

Kvasihiukkaset ( Luettelo kvasihiukkasista )
Perus	magnon Phonon Roton Plasmon alkuluku Elektroni Reikä Orbiton Fluctuon Phazon Holonia ja spinonia Quasimomonopol
Komposiitti	Dropleton Kokeilla polariton Polaron Biroton cooper pariskunta exciton Vanier - Motta Frenkel Biexciton Soliton FK-soliton Solitonit plasmassa Ioni-ääni Magnetoakustinen Langmuir Soliton Davydova
Luokitukset	Fermions Bosonit Anyons Hypoteettinen : Plectons