氦 II 中超流体涡旋的表征
统计力学
2007-05-23 v1 超导电性
摘要
物质在低温下展现出诸如超流性、超导性、玻色-爱因斯坦凝聚和超固态等不寻常的性质。这些状态在远大于原子尺度的尺度上表现出量子力学行为。与许多相变一样，在向低温态转变的过程中可能会出现缺陷。对这些缺陷的研究提供了关于相变本质及宏观状态本身性质的有用信息。当冷却至 lambda 温度（~2.172 K）以下时，液氦获得超流特性，且超流体中的缺陷以具有量子化环量的线涡旋形式存在。这些涡旋的形成已被提出作为宇宙结构形成的模型。在此，我们通过在流体中悬浮微米级固体氢颗粒来可视化这些超流体（或量子化）涡旋。低浓度下的颗粒以近乎等间距的排列方式沿涡旋线分布。稳态旋转状态下涡旋线的数密度与 Feynman 的预测吻合良好。我们首次得以观察超流体涡旋相互作用并以复杂分支网络存在的超流体湍流。我们的方法使得表征跨越 lambda 点的转变过程中以及湍流状态本身的涡旋成为可能。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0512431,
title = {Characterisation of superfluid vortices in helium II},
author = {Gregory P. Bewley and Daniel P. Lathrop and Katepalli R. Sreenivasan},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0512431},
year = {2007}
}
备注
submitted to Nature