Anderson's considerations on the flow of superfluid helium: some offshoots
自1966年P.W.安德森关于超流氦的流动，$^4$他当时。他的一些“考虑因素”--量子相位作为动力学变量的作用，量子化涡旋运动和潜在超流之间的相互作用，它对超流耗散的影响和临界速度的出现，对氦中约瑟夫森效应的流体动力学类似物的追求--以及它们在过去半个世纪中的演变方式如下所述。但是，正是由于实验前沿的关键进展，才能在实验室中利用相位滑移，从而更深入地了解超流、涡旋成核、超流体中的各种内在和外在耗散机制、宏观量子效应以及{ \it ac}和{ \it dc}约瑟夫森效应的超流体类似物-超流体物理学中的关键概念-已经实现。本文综述了量子力学对稠密氦流体动力学更密切影响的一些实验，包括由Arrhenius过程和宏观量子隧穿产生的量子化涡旋的成核、涡旋磨的建立和超流干涉测量。
2015-04-17 cond-mat.other
Exotic self-trapped states of an electron in superfluid helium
我们探讨了超流氦中的快速和奇异负离子是电子束缚在量子化涡旋结构上的可能性，最简单的是一个环。在我们考虑的状态下，电子能量仅略低于体氦的导带最小值。为了支持我们的建议，我们提出了两个计算。在第一，我们表明，涡核上的电子压力是不够的空化氦，形成一个电子泡。在第二部分中，我们估计了束缚电子的涡环的平衡半径，发现它比电子泡小得多，约为0.7 nm。实验中报道的许多奇异离子可能是具有更复杂涡旋结构的电子束缚态。
2015-03-10 cond-mat.other
Equations of Two-Fluid Hydrodynamics of Superfluid Helium with the Account of Electric Fields
建立了考虑电场的超流氦双流体动力学方程组。这些方程是用准粒子的准平衡分布函数用动力学方法得到的，该分布函数使准粒子的碰撞积分为零，并含有对电场的唯象参数α的依赖性。利用1.4 - 2K温度范围内的实验数据，得到了唯象参数的值。
2010-07-06 cond-mat.other
Waves propagation in turbulent superfluid helium in presence of combined rotation and counterflow
在旋转、热逆流和热逆流与旋转同时结合的三种情况下，对波（即纵向密度波、温度波、纵向速度波、横向速度波和热波）在湍流超流氦中的传播进行了全面的研究。我们的分析的目的是获得尽可能多的信息，量子化的漩涡从这些不同的波的波速和衰减因子的缠结，这取决于它们的相对方向的传播相对于旋转矢量。
2010-08-25 cond-mat.other
Motion of vortex ring with tracer particles in superfluid helium
最近在超流氦中进行的量子湍流实验利用小的示踪粒子来跟踪量子化涡旋的运动，确定速度统计和可视化涡旋重连。这种可视化技术的问题在于它可能改变其可视化的湍流。为了解决这个问题，我们导出并求解了包含一定数量的被困在涡核上的粒子的量子化涡环的运动方程，从而导出了一个定量判据，以确定被困在量子化涡中的小粒子在何种程度上影响涡的运动。最后，我们应用该标准，最近的一个实验。
2009-05-29 cond-mat.other
Quantum turbulence: From superfluid helium to atomic Bose-Einstein condensates
本文综述了超流氦和原子玻色-爱因斯坦凝聚体的量子流体动力学和量子湍流的最新进展。20世纪50年代，人们在超流体$^4$ He中发现了量子湍流，但从20世纪90年代中期开始，该领域朝着一个新的方向发展。量子湍流是由量子化的涡旋组成的，这些涡旋是由玻色-爱因斯坦凝聚中出现的序参量引起的确定的拓扑缺陷。因此，QT预计将产生一个更简单的湍流模型比传统的湍流。对这个问题的一般性介绍和基本概念的简要回顾之后，在旋转的原子玻色-爱因斯坦凝聚体，典型的量子流体动力学的涡旋晶格形成的描述。然后讨论了超流氦量子理论的最新进展，如低温下的能谱和耗散机制、振动结构产生的量子理论以及量子理论的可视化。作为这些思想的一个应用，我们最后讨论了原子玻色-爱因斯坦凝聚体中的QT。
2009-01-29 cond-mat.other
Flow Phase Diagram for the Helium Superfluids
基于可获得的实验数据和Volovik的理论[JETP Letters { \bf{78} }（2003）553]，建立并讨论了He II和$^3$ He-B的流动相图。与温度相关但与尺度无关的有效雷诺数$Re_{eff}=1/q=(1+α')/α$（其中$α$和$α'$是相互摩擦参数）和表征以循环量子为单位的超流组分的循环的超流雷诺数被用作动力学参数。特别是，该流程图允许识别实验观察到的湍流状态I和II在逆流He II与湍流制度建议Volovik。
2004-02-11 cond-mat.other
Extremely efficient clocked electron transfer on superfluid helium
通过采用硅加工技术构建等效的电荷耦合器件（CCD），在微米级超流氦填充通道表面实现了前所未有的电子输运效率。强边缘场导致在二维中超过十亿次循环后不可检测的罕见转移失败。这种极其有效的传输是在120个通道中同时测量的，最多20个电子包，并下降到单个占用的像素。这些结果为在混合量子比特系统中大规模传输用于通信的计算量子比特或电子自旋量子比特指明了方向。
2011-07-20 cond-mat.other
Superfluid-like TO Responses in Rotating Solid Helium
超流氦的无旋性质是通过它与旋转容器的解耦而发现的。类似地，含固态氦的扭转振子（TO）的共振周期下降也被首次解释为固体与TO的解耦和超固体的出现。然而，共振周期可以通过超固体以外的机制来改变，例如固体氦的弹性硬化，这被广泛接受为TO响应的原因。为了更直接地证明无旋性质，先前的实验将直流旋转叠加到TO上，并显示对TO响应的强烈抑制而不影响剪切模量。这一结果与简单的温度依赖弹性模型不一致，并支持超固体的情况。在这里，我们重新检查的旋转效应固体氦与两个频率刚性TO澄清相互矛盾的意见。令人惊讶的是，以前旋转实验的大部分结果都没有重现。相反，我们发现了一个非常有趣的超流体般的无旋响应，无法用弹性模型解释。
2017-01-25 cond-mat.other
Signal and Charge Transfer Efficiency of Few Electrons Clocked on Microscopic Superfluid Helium Channels
漂浮在液氦表面的电子是可能用于量子信息处理的自旋量子比特。变化的电势预计不会改变自旋状态，这允许它们使用类似电荷耦合器件（CCD）的底层栅极阵列在氦上传输。这种方法取决于单个电子的有效栅极间转移。测量在这里提出的电荷转移效率（CTE）的几个电子时钟来回以上短的微观CCD状结构。对于800 kHz的时钟频率，获得0.99999992的电荷转移效率。
2007-10-15 cond-mat.other
Pressure of thermal excitations in superfluid helium
我们发现的压力，由于超流氦的热激发，在与固体的界面。导出了声子、$R^-$和$R^+$声子的贡献。由于$R^-$旋子的压力被证明是负的，并部分补偿了$R^+$旋子的正贡献，因此总的旋子压力是正的，但比单独的$R^-$和$R^+$旋子的贡献小几倍。准粒子气体的压力被证明是$HeI I$中喷泉效应的原因。提出了一个实验来观察由于$R^-$旋子产生的负压。
2012-06-16 cond-mat.other
The A-B Transition of Superfluid Helium-3 in Aerogel and the Effect of Anisotropic Scattering
本文报道了超流氦-3在孔隙率为98%的二氧化硅气凝胶中的高频声剪切阻抗测量结果。使用8.69 MHz的连续波激励，我们测量的声剪切阻抗作为温度的函数的样品压力为28.4和33.5巴。我们观察到零磁场变暖时的A-B转变。我们的观察表明，气凝胶中的A和B相共存的温度范围约为100微开尔文的宽度。我们建议，在A和B相的相对稳定性的差异，所产生的各向异性散射，可以解释我们的观察。
2005-07-19 cond-mat.other
Measurement of the Charge Transfer Efficiency of Electrons Clocked on Superfluid Helium
漂浮在液氦表面的电子是用于量子信息处理的可能的量子比特。变化的电势不会改变自旋状态，这使得它们可以使用类似电荷耦合器件（CCD）的底层栅极阵列在氦上传输。该方案依赖于有效的栅极间电子转移和电子陷阱的存在。我们将提出一个测量的电荷转移效率（CTE）的电子时钟来回以上短CCD状结构。在低时钟频率下获得的CTE为0.999，电子密度约为每平方微米4个电子。我们没有发现深电子俘获的证据。
2006-04-07 cond-mat.other
Elementary excitations and heat capacity singularity in superfluid helium
我们从朗道超流理论中正常分量的元激发谱依赖于超流氦温度这一前提出发。这导致了朗道超流性判据的推广。在此基础上，考虑到现有的非弹性中子散射的实验数据，它表明，除了声子--朗道首先提出了具有这种动量依赖性的能谱。Helon能谱形状及其温度依赖性使得解释超流氦在其向正常态的相变附近热容的奇异行为成为可能。
2012-06-07 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Entropy entrainment and dissipation in superfluid Helium
在多流体动力学的一般变分框架下，我们讨论了超流体中的有限温度效应。主要目的是提供更复杂的有限温度超流体系统的建模，如混合中子超流体/质子超导体，预计在中子星的外核。我们的最终结果也可以（在一定程度上）用于描述可能存在于深中子星核中的极高密度的色香味锁夸克超导体。作为一个示范的有效性的模型，这是基于治疗的激发系统作为一个无质量的“熵”的流体，我们表明，它是正式等同于传统的双流体超流氦的方法。特别是，我们强调的事实，熵夹带编码的“正常流体密度”的传统方法。我们还展示了如何超流约束的无旋性减少了系统中的耗散系数的数量。这种分析提供了更一般的问题，当涡存在于超流体中，我们讨论了如何在我们的框架中可以占所谓的相互摩擦力。最终产品是一个流体动力学的形式主义有限的温度效应在一个单一的超流冷凝。这一框架可以很容易地扩展到更复杂的情况。
2009-08-12 cond-mat.other
Interactions of Phonons and Rotons with Interfaces in Superfluid Helium
我们解决的问题，光束的声子和旋子的入射，并与固体表面相互作用。声子和旋子是超流氦的准粒子，具有独特的色散曲线。色散曲线控制着这些准粒子在与另一种介质的界面处的透射、反射和模式变化。我们发展了一个非局部流体力学理论在一个一致的和统一的方式。讨论了量子流体中溶液的结构。导出了任意一个准粒子入射到界面时所有准粒子的产生几率。分析了频率和角度的依赖关系，讨论了$R^-$旋子的后向反射和折射。
2010-04-20 cond-mat.other
Excited electron-bubble states in superfluid helium-4: a time-dependent density functional approach
利用含时密度泛函方法对超流氦-4中的电子泡激发态进行了系统的研究。对于1 P泡态的演化，我们采用了两种不同的泛函和两种不同的时间发展方案，即精确的氦原子有限程泛函和绝热近似的氦原子零程泛函，并对这两种方法的定量结果进行了详细的比较，这使我们能够有信心地采用最佳方法来解决适当的问题。基于这一知识，我们使用有限范围的功能来计算的时间分辨的吸收光谱的1 P气泡，这在原则上可以通过实验确定，我们使用零范围的功能，以实时演变的2 P气泡为几百皮秒，这是理论上有趣的，由于打破绝热这种状态。我们的结果抛弃了松弛的亚稳态2 P电子泡的物理实现
2010-11-09 cond-mat.other
Dissipative superfluid mass flux through solid 4He
利用超流氦的热机械效应在固体$^4$ He样品上产生初始化学势差$Δμ_0$。该$Δμ_0$导致氦原子从一个充满超流氦的储存器通过充满固体氦的样品池流动到另一个充满超流氦的储存器，直到化学势平衡恢复。固体氦样品通过Vycor棒从每个容器中分离出来，只允许超流体成分流动。采用改进的技术，在25.5 - 26.1巴的压力范围内，测量了在几个固定的固体氦温度$T$下的流量$F$作为$Δμ$的函数。在$180 < T < 545$ ~mK范围内，对几个固定的$Δμ$值，测量了$F$随温度的变化。高于$100$ ~mK的流量的温度依赖性表明，流量随着温度的升高而降低，这由$F = F_0^*[1 - a\exp(-E/T)]$很好地描述。非线性函数依赖性$F \sim (Δμ)^b$，与$b < 0.5$独立的温度，但依赖于压力，文件中的一些细节的耗散性质的流动，并表明该系统演示Luttinger液体的一维行为。导致这种流动行为的机制尚不确定，但与刃型位错核上的超流相一致。
2014-07-16 cond-mat.other
Universality of rotons in liquids, generalized superfluidity criterion and helons in helium II
对实验数据的分析表明，在超流氦中，除了声子-声子激发外，还必然存在至少一个能谱强烈依赖于温度的基元激发分支。在此基础上，考虑到液氦从超流态到正常态的相变过程中临界速度应为零，将Landau超流性判据推广到几个基元激发分支。我们假设氦原子到超流态的跃迁对应于一个新的依赖于粒子间相互作用的带隙激发谱。这种间隙只存在于超流态，在向正常态转变的温度下消失。激发的声子-声子分支对超流性没有决定性的影响。与声子一样，Rotons也不是超流氦的特殊激发，而是作为液态的普遍激发存在，并在不同的液体中形成连续的激发分支。这一观点得到了实验和数值的证实。
2013-06-14 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Spontaneous Symmetry Breaking in Superfluid Helium-4
导出了排斥性硬核相互作用玻色系统自发对称性破缺临界温度的解析表达式。研究表明，在硬核相互作用玻色系统中，自发对称性破缺的临界温度由玻色液体在绝对零度的密度（ρ 0）、玻色子的质量（m）和硬球直径（σ）这三个物理参量决定.我们推导出的公式是Tc = rho_0 pi hbar^2 sigma / m^2 kB。我们报告的液氦-4的Tc为2.194 K，这是显着接近的λ温度2.1768 K。λ温度的预测值与实验值之间的偏差小于1%。
2007-01-25 cond-mat.other
We report a counter-intuitive self-heating effect of helium-4 superflow. This fundamentally unusual heating effect bears a phenomenological resemblance to the Peltier effect of electric current across two different conductors. It reveals that helium-4 superflow carries thermal energy and entropy, which is in contrast to the two-fluid model of superfluid helium-4. A natural understanding of this heating effect is provided by a recently developed microscopic quantum theory of superfluid helium-4.
2022-05-11 cond-mat.other
Superfluid $T_c$ of Helium-3 and its Pressure Dependence
利用宏-微观理论得到的关系式计算了液氦-3超流$T_c$及其压力依赖性。计算结果与实验结果吻合较好。这强调了我们的关系的准确性和它的潜力，提供超流$T_c$的电子流体在广泛不同的超导体，并呈现实验基础，我们的结论有关的基本因素负责形成（q，-q）束缚对费米子和超流性的开始在费米子系统。
2006-11-11 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Phases of Superfluid Helium in Smooth Cylindrical Pores
两个不同的微观相已被观察到通过非弹性中子散射的超流氦限制在高度单分散，光滑，一维二氧化硅孔隙。当氦在孔壁上形成薄膜时，它支持显著修改的声子-旋子谱以及2D表面旋子。这些修改后的声子-旋子模式的能量是一致的预测为一个稀释的，低密度的薄膜，而2D表面的旋子的能量对应于一个致密的薄膜。衬底的相对光滑和弱的表面电势允许形成具有大的稀释区域和仅小的压缩区域的膜。当孔隙中充满液体时，修正的声子-声子谱消失，体模与二维表面声子共存。据推测，块状液体占据孔的核心体积，并且在液-固界面处存在高密度液体层。这些发现清楚地将激发的性质与液体的局部密度联系起来。
2012-11-02 cond-mat.other
Quartz Tuning Forks and Acoustic Phenomena - Application to Superfluid Helium
浸没式机械谐振器非常适合于探测流体的性质，因为周围环境以多种方式影响这种振荡器的谐振特性。近年来，石英音叉作为液氦研究的首选谐振器越来越受欢迎。与传统上用于此目的的其他振荡体（例如振动线）相比，它们具有许多优越的性能。然而，音叉复杂的几何形状对分析其在流体环境中的行为提出了挑战-分析方法并不适用。本文用数值模拟的方法研究了浸没式石英音叉谐振器的特性。我们考虑了介质的可压缩性，即声学现象，忽略了粘性，目的是真实地模拟超流氦中的振荡器响应。研究了不同音叉形状的意义。研究了无限大介质中的声发射和有限体积中的声共振。研究结果可为实验选择合适的石英音叉及解释测量数据提供参考。
2016-01-30 cond-mat.other
Evaluation of specific heat for superfluid helium between 0 - 2.1 K based on nonlinear theory
在朗道理论中，从理论上计算了液氦的比热。在1.3 - 2.1K温度范围内，计算结果与实验值有偏差。许多理论家随后通过应用基元激发能的温度依赖性改进了朗道理论的结果。众所周知，多体系统的总能量具有伽利略协变形式。因此，液氦的总能量具有非线性形式的数分布函数。该函数的形式可以由零温时的激发能和零温时的每个氦原子的潜热来确定。非线性形式产生了新的玻色凝聚体激发能的温度依赖关系。我们用迭代法计算比热。在0 - 2.1 K温度范围内，第二次迭代的计算结果与实验数据符合得很好，其中我们只使用了1.1 K时的基元激发能。
2008-07-09 cond-mat.other
Cavitation Density of Superfluid Helium-4 around 1 K
用光学干涉法测量了超流氦在$T=0.96\,$ K下的均匀空泡密度，发现为$ρ_{cav}=0.1338\pm0.0002\rm\,g.cm^{-3}$。一个建立良好的状态方程液态氦在负压转换成空化压力$P_{cav}=-5.1\pm0.1\,$巴。该空化压力与考虑到量子化涡旋存在的模型一致，但与先前公布的$P_{cav}$实验值不一致。
2015-04-14 cond-mat.other quant-ph
Superfluidity of Grain Boundaries in Solid Helium-4
通过大规模量子蒙特卡罗模拟，我们表明，在氦-4晶体中的晶界一般超流在低温下，与约0.5 K的数量级的转变温度在熔化压力;绝缘晶界被发现只有特殊取向的晶粒。我们还发现，靠近熔化线不是超流晶界的必要条件，并且发现在熔化曲线处与超流液体直接接触的晶界是机械稳定的，并且Sasaki等人[Science 313，1098（2006）]观察到的晶界超流性不仅仅是充满超流的裂纹。
2007-07-28 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Why does superfluid helium leak out of an open container?
超流氦总是从敞开的容器中泄漏出来，这一事实通常可以用润湿现象来解释。本文论证了这种解释是不能令人信服的。这一事实可以很容易地从作者早先提出的解释超流性的观点来解释，根据该观点，超流性是液氦的一种平衡态，其中对称性由于内禀超流而自发破缺。对引起争议的运动氦膜厚度的实验也进行了讨论。文中还提出了一些与上述现象有关的实验。
2012-11-27 cond-mat.other physics.flu-dyn quant-ph
Coupled normal fluid and superfluid profiles of turbulent helium II in channels
我们进行完全耦合的二维数值模拟的平面通道氦II逆流与涡线密度典型的实验。我们的方法的主要特点是包括反反应的超流涡的正常流体和固体边界的存在。尽管降低了维数，我们的模型是现实的，足以重现最近计算的三维通道的涡流密度分布。我们专注于粗粒超流和正常流体的速度分布，恢复正常的流体配置文件最近观察到采用基于激光诱导荧光的亚稳态氦分子的技术。
2015-11-09 cond-mat.other physics.flu-dyn
Classical Transitions in Superfluid Helium 3
我们认为，经典的转变可以解释的关键长期存在的困惑的快速A-B相变观察到超流氦3，而标准理论预计它是不可观测的慢。畴壁之间的碰撞被证明是能够达到无法通过均匀成核在测量的时间尺度上的阶段。我们展示了与先前观察的定性一致性，并提供了一个明确的，独特的预测，可以通过未来的实验或现有数据的具体分析来验证。
2011-10-10 cond-mat.other hep-th
The carrying of the surface electrons in quasi-one-dimensional system over superfluid helium in conditions of the negatively charged substrate
研究了衬底带负电荷的超流氦表面电子的准一维系统。电导率随温度的变化呈阶梯状，在低于1.3K的温度下，电导率随温度的变化呈阶梯状。在不同的实验中，阶梯的参数是不同的。这种依赖关系不能用经典的进位模型来解释，因为信道中存在散射。推测这种依赖性与窄沟道中电子输运的量子特性有关。
2012-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
A thermodynamically consistent Ginzburg-Landau model for superfluid transition in liquid helium
本文提出了一个考虑温度和密度变化的液氦超流-正常相变的热力学自洽模型。相变是通过一个序参量，根据金斯堡-朗道理论，强调超流性和超导性之间的类比。假设速度的法向分量是可压缩的，并恢复了通常的液氦相图。此外，连续性方程导致密度和温度之间的依赖关系与实验数据一致。
2012-11-15 cond-mat.other math-ph math.MP
Dynamics of the vortex-particle complexes bound to the free surface of superfluid helium
我们提出了一个实验和理论研究的二维动力学的带电纳米粒子捕获下的自由表面的超流氦在一个静态的垂直电场。我们专注于粒子的动力学驱动的相互作用与量子化的旋涡终止于自由表面。我们确定了两种类型的颗粒轨迹和相关的旋涡结构：垂直的线性旋涡钉在底部的容器和半环旋涡沿自由表面的液体。
2018-09-04 cond-mat.other physics.flu-dyn
We comment on the paper by M. Sýkora, M. Pavelka, M. La Mantia, D. Jou, and M. Grmela "On the relations between large-scale models of superfluid helium-4," Physics of Fluids, 33(12):127124(2021), where the authors have developed a formalism for describing a coarse-grained flow of superfluid helium. This formalism is greatly based on the Hall-Vinen-Bekarevich-Khalatnikov (HVBK) model. We strongly disagree with the use of the HVBK equation approach for the case of the three-dimensional quantum turbulence and expose our objections in this comment. We discuss the HVBK method and also criticize the…
2022-04-28 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
We demonstrate the trapping of millimeter-scale superfluid Helium drops in high vacuum. The drops are sufficiently isolated that they remain trapped indefinitely, cool by evaporation to 330 mK, and exhibit mechanical damping that is limited by internal processes. The drops are also shown to host optical whispering gallery modes. The approach described here combines the advantages of multiple techniques, and should offer access to new experimental regimes of cold chemistry, superfluid physics, and optomechanics.
2023-01-31 cond-mat.other physics.flu-dyn physics.optics
Numerical Calculation of Electric Field Enhancement in Neutron Traps with Rough Walls Coated with Superfluid Helium
该研究针对超冷中子阱液氦膜保持问题，通过数值计算阱壁粗糙尖端的电场分布，估算其对维持足够厚度氦膜的作用，为超冷中子阱设计提供电场调控依据。
2024-11-29 cond-mat.other physics.ins-det
Squeezed Vibrational States in Superfluid Helium
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；P.L. Kapitza Institute for Physical Problems（P.L. 卡皮察物理问题研究所）
研究超流氦中观察到的超快双折射振荡，揭示了准粒子对的各向异性量子压缩，主要贡献来自旋子、马克斯翁和皮塔耶夫斯基平台。
2026-05-06 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Spinning superfluid helium-4 nanodroplets
我们用密度泛函理论研究了零温下自旋超流$^4$ He纳米液滴。由于超流的无旋特性，自旋纳米液滴的形状与稳定旋转的粘性正常流体液滴的形状非常不同。我们发现，当涡核内的超流液滴，它们的形态，这从轴对称扁长形三轴向长形的两瓣形状的演变，是在很好的协议与实验。涡旋阵列的存在赋予超流液滴稳定旋转中正常流体的刚体行为，这是最近的实验和用于描述它们的经典模型之间惊人的良好一致性的最终原因。
2018-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Large quantum superpositions of a nanoparticle immersed in superfluid helium
制备和探测大质量物体的空间扩展量子叠加态是对量子理论的一个重要的基本检验。这些量子态是非常脆弱的，并且由于环境退相干而倾向于快速衰减成非相干混合。最新的实验装置以一种概念上简单的方式解决了这一威胁-通过消除环境，即通过将物体隔离在足够高的真空中。我们表明，另一种选择存在：消相干被抑制在存在强相互作用的环境，如果这个环境是超流的。事实上，只要一个物体在零温度下浸入纯超流体中，以低于临界速度的速度运动，它就不会产生、吸收或散射超流体的任何激发。因此，在这种理想化的情况下，不存在退相干。实际上，由于超流体的热激发和污染超流体的杂质，将存在退相干。我们研究了超流$^4$ He中的各种退相干通道。结果表明，对于在$1$ mK的氦气中离域超过$300$ nm的$10^6$ amu纳米颗粒，总的退相干时间可以大到几十秒。与传统方案相比，在超流氦中进行干涉实验可以提供某些实际优势，例如通过浮力和有效冷却来补偿重力。
2016-07-10 cond-mat.other quant-ph
Vortex pinning by surface geometry in superfluid helium
我们目前的测量超流氦中的一个单一的涡线如何与腔壁上的宏观凸起相互作用。在一般水平上，我们的测量证实了半球形凸起的涡钉扎计算工作，但并非所有的细节都同意。而不是观察一个独特的引脚位置，我们发现，一个给定的应用速度场可以支持钉扎在多个网站沿凸点，其顶点附近和其边缘附近。我们还发现，钉扎是不如预期的有利。涡流可以通过附近，甚至穿越凹凸本身，有或没有钉扎，这取决于它的路径的方法来凹凸。
2013-07-22 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Solvation of Intrinsic Positive Charge in Superfluid Helium
基于电子结构计算，确定了超流氦中溶解的本征正电荷的结构为三原子He 3 ^+离子，它通过电荷-电荷诱导偶极相互作用与周围的基态氦原子以两两相加的方式结合.玻色子密度泛函理论计算表明，这种离子形成了著名的阿特金斯雪球溶剂化结构，其中第一个刚性氦壳层与其余液体有效地断开。总能量与氦液滴尺寸N的评估显示了与N=16和N=47附近的溶剂壳的完成相关的不同区域。这些区域可以被分配给幻数，这些幻数出现在N=15和20-50个氦原子之间的范围内的带正电的氦滴中。计算得到的超流氦（18 mHe）中正离子的附加质量远小于实验结果（30-40 mHe），表明可能还有一些未知的附加因素对有效质量的影响。先前的实验和本计算都同意负电荷的有效质量（240-250 m_He）。液氦中溶剂化的负电荷和正电荷之间的主要区别在于，后者形成了一个被高度不均匀的液体结构包围的化学键合的三原子分子，而前者保持为一个分离的电荷，其周围的液体密度平稳变化。
2014-03-26 cond-mat.other physics.atm-clus
Novel Methods to Create Multielectron Bubbles in Superfluid Helium
液氦中的平衡多电子泡是一个有趣的物体，它的表面是球形的二维电子气。我们描述了两种创建它们的方法。MEBs已被观察到在圆顶的圆柱形细胞与一个意想不到的短寿命，我们分析为什么这些MEBs可以通过隧道放电。使用一种新的方法，MEBs已被提取的蒸汽鞘周围的超流氦热灯丝通过施加电场高达15 kV/cm，并拍摄了高速视频。已测量到高达1.6x10-9 C（~1010电子）的电荷。后一种方法提供了一种在电磁阱中捕获的手段，以允许研究这些难以捉摸的物体的广泛的激发特性。
2009-10-16 cond-mat.other cond-mat.str-el
Breakdown of sound in superfluid helium
本文通过中子散射实验证明，Pitaevskii衰变导致超流氦中高能声子-旋子声波准粒子寿命坍缩，揭示了准粒子衰变对理解量子物质的重要性。
2023-09-15 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Hydrodynamics of Superfluid Helium in a Single Nanohole
首次研究了液氦在半径小于25 nm的单个纳米孔中的流动。通过在50 nm厚的Si 3 N4膜上施加高达1.4 bar的压力差来诱导质量流，并通过质谱法直接测量。在液态He I中，我们的实验结果表明，尽管纳米孔的直径很小，但直径与长度之比为D/L~1的短管对流体没有夹持作用。利用短管流动模型定量地了解了这种粘性流动。在液体He II中，质量流的双流体模型被用来提取在纳米孔中的超流速度在接近超流转变的温度下对于不同的压头。这些速度比较以及现有的数据在其他密闭系统中的液氦的临界超流。
2011-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Double Fountain Effect in Superfluid Helium
本文用双喷泉压力模型解释超流氦实验中中间腔室温度自发升高的现象，归因于机械能沉积与对流平衡，并提出可验证的第三腔室压力方程。
2023-09-12 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Characterization of reconnecting vortices in superfluid helium
当两个漩涡交叉时，它们中的每一个都会分裂成两部分，并将一部分交换为另一部分。这个过程称为涡旋重联，发生在经典和超流体中，也发生在磁化等离子体和超导体中。我们提出了超流氦中量子化涡旋之间重联的第一个实验观测结果。我们通过对量子化涡核上捕获的微米级固体氢粒子进行成像（Bewley GP，Lathrop DP，Sreenivasan KR，2006，Nature，441：588），并通过从反冲粒子群的运动中推断重连的发生来做到这一点。我们表明，在刚刚重新连接的涡线上分离粒子的距离随时间按幂律增长。标度指数的平均值约为1/2，与涡旋的标度不变演化一致。
2008-01-18 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Electrical effects in superfluid helium. I. Thermoelectric effect in Einstein's capacitor
1906-1907年，爱因斯坦提出了关于某些电现象的电子涨落性质[1]和温度为T时电容器中电势差U的物理性质[2]的研究思想。本文根据爱因斯坦的研究思想，解释了最近的实验结果[3，4]，提出了超流氦（4 He）中第二声驻波作用下电容器中和氦Ⅱ中转动扭转机械谐振器中电效应的物理本质的一致性理论。采用爱因斯坦的研究方法，考虑了热、力、电涨落之间的相互联系，得到了与实验数据吻合较好的第二声波交变低温差关联式的定量理论研究结果，以及在超流氦中的电容器板之间的交变电势差以及在氦II中的旋转扭转机械谐振器中的交变电势差。
2014-02-20 cond-mat.other physics.flu-dyn
In the previous paper (Attard 2022d)on the fountain pressure in superfluid helium, it was shown that the experimentally confirmed expression of H. London (1939) was thermodynamically equivalent to equality of chemical potential. However this theoretical equivalence was not reflected in the experimental data. The problem has now been traced to errors in the enthalpy and entropy derived from the measured heat capacity by Donnelly and Barenghi (1998). In this paper the corrected thermodynamic data yields almost exact agreement between the two expressions and the measured fountain pressure. A phys…
2022-10-13 cond-mat.other cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Visualization study of counterflow in superfluid helium-4 using metastable helium molecules
超流体He-4中的热量通过正常流体$^{1}$的运动来携带，正常流体是一种逆流超流体成分，用于消除任何净质量流。多年来人们已经知道，在临界热流以上，这种逆流中的超流体成分变成湍流。这种湍流的形式是量子化涡线的无序缠结，并由两种流体$^{2-3}$的相对运动维持。人们怀疑正常的流体也可能变成湍流$^{4}$，但如果没有可视化流动的技术，实验验证是困难的。在这里，我们报告了一系列的可视化研究的正常流体成分的热逆流进行成像的种子亚稳态氦分子的运动，使用激光诱导荧光技术$^{5-8}$。我们提出的证据表明，正常流体的流动确实是湍流，至少在相对较大的速度。热逆流中的两个组件是湍流给我们提出了一个新的和理论上具有挑战性的类型的湍流行为。
2010-04-15 cond-mat.other physics.atm-clus physics.flu-dyn
On the Detectability of Light Dark Matter with Superfluid Helium
我们表明，在超流氦的两个激发过程，结合灵敏度meV的能量沉积，可以探测暗物质下降到~keV温暖的暗物质质量极限。这个质量范围比在相同能量分辨率下用氦中的普通核反冲可以探测到的质量范围低三个数量级。对于比$\sim 100$ keV轻的暗物质，该过程的运动学要求两个非热激发具有几乎相等且相反的动量，潜在地提供了用于控制背景的内置重合机制。
2016-08-05 astro-ph.CO cond-mat.other hep-ph
Energy Loss from a Moving Vortex in Superfluid Helium
我们提出了测量的能量损失和钉扎的旋涡终止在一个圆柱形容器的曲面。我们改变表面粗糙度、细胞直径、流体速度和温度。虽然能量损失和钉扎都来自于涡旋和表面之间的相互作用，但它们对实验参数的依赖性不同，这表明不同的机制支配着这两种效应。我们建议，能量损失源于重新连接与覆盖细胞壁的微观漩涡的网格，而钉扎是由其他影响，如当地的流体速度为主。
2012-09-06 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Nonlinear Wigner solid transport over superfluid helium under AC conditions
本文研究了交流条件下二维维格纳固体表面电子在超流氦上的非线性输运性质。对于时间平均的量，如傅立叶系数，场速度特性示出的是定性的不同相比，发现在DC理论。对于一个空间均匀的电流，我们发现了一个一般的解决方案，似乎是强烈依赖于电流频率的场速度关系。如果电流频率远低于涟波子阻尼参数，则在足够高的漂移速度下出现的布拉格-切伦科夫共振获得独特的锯齿形状，具有独立于小阻尼的长右侧尾部。对于接近或高于涟波子阻尼系数的电流频率，在不同的时间间隔激发的涟波子的干涉导致Bragg-Cherenkov散射的一个新的振荡（在漂移速度）制度。
2009-01-12 cond-mat.other cond-mat.str-el
Scintillation and charge extraction from the tracks of energetic electrons in superfluid helium-4
高能电子通过液氦时会沿其轨道产生电离。电离的电子迅速与产生的正离子复合，这导致产生即时闪烁光。通过施加适当的电场，一些电离的电子可以与它们的母离子分离。在给定的外加电场中提取的电离电子的分数取决于电子和离子之间的分离距离。通过研究外加电场对闪烁光的猝灭，测定了1.5 K下超流氦中β粒子径迹上产生的电荷对的平均电子-离子间距。这个平均分离参数的知识将有助于设计使用超流氦作为靶材料的粒子探测器。
2011-09-26 astro-ph.IM cond-mat.other hep-ex
A semi-phenomenological model of a many-particle system of 4He atoms is proposed, in which a helium atom is considered as a complex consisting of a nucleus and a bound pair of electrons in the singlet state. At zero temperature, there are two Bose-Einstein condensates of particles with opposite charges, namely, a condensate of positively charged nuclei and a condensate of negatively charged electron pairs. It is shown that in such a system there exist two excitation branches: sound and optical. On the basis of this model an interpretation of experiments on the study of the eltctrical activity …
2021-04-21 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
