超流氫-4 的幾何單流體模型
超导电性
2025-09-03 v3 量子气体
统计力学
摘要
超流氫-4 的標準描述基於兩組組件（超流體和正常組件）的概念，導致所謂的兩流體模型。然而，由於氫-4 沒有兩類原子，這兩個組件不能被分離。超流氫-4 不是兩組組件的混合物，而是具有兩種運動的單一流體。本文提出了基於流體力學哈基論的超流氫-4 的幾何單流體模型。該模型源於激發子的動力學理論（在溫度 下視為理想玻色氣體）和平均粒子運動。它可以簡化為 Hall-Vinen-Bekharevich-Khalatnikov（HVBK）兩流體模型，其中去除了一個擬合參數，但也給出了 HVBK 模型之外的額外項。實際上，我們展示，在較高的反流速度下，常見的將總動量分配給超流體和正常組件的做法是不可行的。最後，我們展示了如何將渦線密度加入狀態變數。單流體模型可視為幾何上一致、完全可壓縮、具有非零超流體渦旋，並與古典實驗相容的兩流體模型的推廣。
引用
@article{arxiv.2503.10680,
title = {A geometric one-fluid model of superfluid helium-4},
author = {Nadine Suzan Cetin and Michal Pavelka and Emil Varga},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.10680},
year = {2025}
}