Heat capacity scaling function for confined superfluids
利用蒙特卡罗模拟研究了有限维空间中立方几何和开边界条件下平行板(膜)几何超流体的比热标度函数.对于超流体序参量的立方几何情况,我们在所有三个方向上应用开放BC。我们还计算了比热标度函数的平行板限制使用开放BC沿有限维和周期性BC沿其他两个维度,我们发现它是非常接近的早期计算使用Dirichlet,而不是开放BC。我们发现,比热标度函数是显着不同的两种不同的几何形状的研究。此外,我们还发现,对于给定的固定几何,用开BC计算的标度函数与用Dirichlet BC计算的标度函数非常接近,而用周期BC计算的标度函数则完全不同。我们的结果的标度函数获得的平行板几何和立方几何与开放BC沿有限的尺寸是非常好的协议与最近非常高质量的实验测量没有自由参数。
2003-05-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Self-organization without heat: the geometric ratchet effect
我们指出了一个令人惊讶的功能,在非均匀介质中的扩散:在适当的条件下,整流的布朗路径的扩散率梯度可以导致最初蔓延示踪剂自发集中。这种“几何棘轮效应”表明,违反(非平衡)热力学第二定律的经典陈述,自组织可以在局部平衡的热力学系统中发生,而不会产生热量或与环境交换热量。我们强调贝叶斯先验的作用,在一个合适的重新制定的第二定律容纳这种几何棘轮效应。
2012-06-15 cond-mat.stat-mech physics.gen-ph
Renormalization-group calculation of the superfluid/normal-fluid interface of liquid 4He in gravity near T_lambda
在重力场作用下,研究了小热流Q垂直向上或向下流动时,液态~ 4 He的超流/正常流界面。本文提出了一种基于模型F的局部时空相关的重整化群(RG)计算方法,该模型描述了超流转变T_lambda附近温度T的动力学临界效应。模型F方程被重写为无量纲重整化形式,并作为偏微分方程进行数值求解。微扰校正的空间非均匀系统内的自洽的单圈近似。RG流参数由约束方程局部确定为空间和时间的函数,该约束方程通过牛顿迭代求解。结果得到了界面的温度分布。此外,我们还计算了平均序参量<psi>,关联长度xi,比热C_Q和热阻rho_T,其中我们观察到临界奇异性被重力和热流舍入。我们比较的热阻率与实验,发现良好的定性协议。此外,我们讨论了我们以前的方法,更大的热流和自组织临界状态,并表明我们的理论与最近的实验在这后一个政权。
2012-03-27 cond-mat.stat-mech
Specific heat of thin $^4$He films on graphite
用量子蒙特卡罗模拟计算了吸附在石墨衬底上的双层He-4膜的比热随温度的变化。这些结果与最近的实验观察结果一致,因为它们广泛地再现了它们最重要的特征。然而,无论是“超固体”或“超流体六角”相,其中实验数据声称是证据,观察。有人争辩说,热容量的测量可能不是一个很好的预测在这个系统中的结构和超流体的转变,因为他们的解释往往是模棱两可的。
2020-12-30 cond-mat.stat-mech
Thermography of the superfluid transition in a strongly interacting Fermi gas
本文利用射频光谱实现强相互作用费米气体的热成像,直接观测到从热扩散到第二声传播的超流相变,并验证了Landau二流体流体力学性质。
2024-02-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Criticality and Superfluidity in liquid He-4 under Nonequilibrium Conditions
我们回顾了一系列引人注目的最近的实验,和他们的理论解释,在$^4$他在热通量,$Q$的存在下的超流转变。我们定义和评估一组新的临界点指数。超流-正常界面的静力学和动力学进行了讨论,特别注意重力的作用。如果$Q$与重力方向相同,则会出现自组织状态,其中整个样品在转变的正常或超流体侧具有均匀的降低温度。最后,我们回顾了最近的理论和实验有关的热容恒定$Q$。围绕这一领域的令人兴奋之处在于,先进的测温技术和国际空间站上未来可用的微重力实验平台将很快对以前无法进入的数十年低温实验探索开放。
2000-08-29 cond-mat.stat-mech
Non-universal critical Casimir force in confined $^4$He near the superfluid transition
本文用单圈法计算了范德华型相互作用势$\sim | {\bf x} |^{-d-σ}$对超流相变附近受限$^4$ He的临界Casimir力和比热的影响。我们考虑厚度为$L$的$^4$ He膜。在区域$L \gtrsim ξ$(相关长度),我们发现范德华相互作用导致领先的非普遍的非标度贡献的$O (ξ^2 L^{-d-σ})$的临界温度依赖性的Casimir力以上$T_λ$占主导地位的普遍标度贡献$\sim e^{- L/ξ}$由早期的理论预测。对于比热,我们发现$O(L^{-1})$和$O(L^{-d-σ})$的次主导非标度贡献。
2002-09-13 cond-mat.stat-mech
One-Dimensional Self-Organization and Nonequilibrium Phase Transition in a Hamiltonian System
自组织和非平衡相变是众所周知的发生在二维和三维耗散系统。在这里,相反,我们提供的数值证据表明,这些现象也发生在一个一维的哈密顿系统。为此,我们通过将系统的两端耦合到不同温度的两个热浴来计算热导率。结果表明,当温差小于某一临界值时,导热系数随系统尺寸的增大呈幂律增长,且指数远小于1。然而,当温度差超过临界值时,系统的行为经历转变,并且热导率倾向于随系统尺寸线性发散。相应地,一个有序的结构出现了。这些发现为一维运输问题的研究提供了一个新的方向。
2017-01-28 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Defect Formation in Quench-Cooled Superfluid Phase Transition
我们使用中子吸收旋转3 He-B局部加热10微米大小的体积到正常相。当被加热的区域在微秒内冷却回来时,就形成了涡旋线。我们记录与NMR的线的数量作为一个函数的超流速度和比较的Kibble-Zurek理论的涡流环冻结出一个随机网络的缺陷。测量结果证实了计算的环尺寸分布,并表明超流态本身也形成为竞争的A和B相斑点的拼凑。这解释了过冷中子辐照3 He-A中的A到B跃迁。
1997-06-18 cond-mat.stat-mech hep-ph
Specific Heat of Liquid Helium in Zero Gravity very near the Lambda Point
我们报告的细节和修订分析的实验,以测量氦的比热与subnanokelvin温度分辨率附近的λ点。测量是在从超流转变点以下22 mK到超流转变点以上4 uK的蒸汽压下进行的。该实验是在地球轨道上进行的,以减少地球上引力引起的压力梯度造成的过渡的圆化。比热测量是在渐近区域的深处进行的,在过渡的2 nK以内。未发现该分离度的四舍五入证据。发现描述比热奇异性的临界指数的最佳值为a = -0.0127+-0.0003。这被最近基于重整化群技术的两个估计所包围,但稍微超出了最近结果的误差范围。跃迁两侧的首阶奇异性系数之比为A+/A- =1.053+ - 0.002,与最近的一个估计很好地吻合。通过结合比热和超流密度指数,可以对约瑟夫森标度关系进行检验。优秀的协议被发现的基础上,高精度测量的超流体密度在其他地方。这些结果代表了迄今为止对临界现象的理论预测的最精确的检验。
2003-10-07 cond-mat.stat-mech
Bose-Einstein Condensation, the Lambda Transition, and Superfluidity for Interacting Bosons
对玻色子与对势相互作用过程中的玻色-爱因斯坦凝聚和$λ$ -跃迁进行了详细的分子描述。新的现象是在通常的理想气体处理缺席。忽略基态动量态玻色子的Lennard-Jones氦-4的蒙特卡罗模拟给出了接近跃迁的发散热容。纯置换环给出了基态动量态占有率的连续增长。混合的基态和激发态的排列回路给出了一个不连续的过渡到凝聚相。由此产生的$λ$ -跃迁的潜热为总能量的3%。预测的临界速度为超流体流动的三个因素内的测量值超过三个数量级的孔径。
2022-01-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con physics.chem-ph
Squeezing superfluid from a stone: Coupling superfluidity and elasticity in a supersolid
在这项工作中,我们从假设正常的固体到超固体(NS-SS)相变是连续的,并发展了一个唯象的朗道理论的过渡,其中超流性耦合到晶体$^4$ He晶格的弹性。我们发现,弹性不影响超流转变的普遍性质,因此,在无应力晶体中,超流转变的热容中的众所周知的$λ$异常也应该出现在NS-SS转变。我们还发现,超固体的发病导致异常的弹性常数附近的过渡,相反,在晶格中的不均匀应变可以诱导局部变化的超流转变温度,导致扩大过渡。
2005-09-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Observation of the Lambda Point in the 4He-Vycor System: A Test of Hyperuniversality
我们对完全填充Vycor玻璃孔隙的4 He进行了高分辨率比热测量。在超流转变的10 mK内,我们发现了一个热容量的峰值,其大小仅为背景的0.02%。该峰值可以与在大块4 He中观察到的“对数奇异性”的四舍五入版本相拟合。连同先前观察到的超流体密度对温度的"2/3“幂律依赖性,这强烈表明由Vycor施加的无序与3DXY超流体相变无关。的临界振幅的峰值,而在其他实验中发现在稀释超流体4 He的协议,是相当大的超普适性理论预测的。
1999-07-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Heat Superconductivity
电子/原子可以在低温下在超导体/超流体中流动而不耗散。被称为超导性/超流性的现象是现代物理学最重要的发现之一,不仅具有根本的重要性,而且对许多实际应用也至关重要。一个有趣的问题是:我们能不能有一个热流超导体,在其中能量可以流动而不耗散?在这里,我们证明了热超导确实是可能的。我们将展示如何在理论上出现热超导的可能性,以及如何使用最近提出的时间晶体来构建热超导体。基本的简单的物理也说明了。如果这种可能性能够实现,那么不难推测各种潜在的应用,从能源远程运输到信息设备的冷却。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Boundary effects in superfluid films
我们用Cluster Monte Carlo方法研究了LxLxH(L >> H)晶格上XY模型的超流密度和比热.在H方向上,我们应用交错边界条件,使得顶层和底层上的序参量为零,而在L方向上应用周期性边界条件。我们发现,在低于体相系统的临界温度T_λ的H依赖温度T_{c} ^{2D}处,该系统表现出Kosterlitz-无相变.然而,就在临界温度,面积超流密度与临界温度的比率在这里考虑的膜厚度范围内是H依赖的。我们没有找到令人满意的有限尺寸标度的超流密度相对于H的大小的H研究。然而,我们的数值结果可以折叠到一个单一的曲线,通过引入一个有效的厚度H_{eff} = H + D(其中D是一个常数)到相应的标度关系。我们认为,有效厚度取决于类型的边界条件。标度的比热不需要一个有效的厚度(误差范围内),我们发现从我们的Monte Carlo结果计算的标度函数f_{1},重整化群方法计算的f_{1}和实验确定的函数f_1之间的良好协议。
1997-02-25 cond-mat.stat-mech
Superfluid transition in a correlated defect network
受最近$^4$ He固体在低温下可能的超固体行为的实验的启发,我们考虑了一个包含相关线性位错或平面晶界的系统跨越网络的缺陷固体中的超流性模型。使用参数的基础上的哈里斯准则,以及数值模拟,我们发现,这种相关的淬火无序移动熟悉的超流λ过渡到一个新的无序普适类中的相关长度指数$ν\ge 1$。这导致超流密度的温度导数$dρ_{\rm s}/dT$和热容的温度导数$dc/dT$在跃迁$T_{\rm c}$处保持有限,因此跃迁的奇异性较低,与通常的λ跃迁有很大不同。
2012-11-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Observation of Superfluid Flow in a Bose-Einstein Condensed Gas
利用非破坏性的{\em in situ}相衬成像技术研究了在宏观物体--蓝色失谐激光束作用下玻色-爱因斯坦凝聚体中的流体力学流动。已经观察到压力梯度的发生的临界速度,并且示出为密度依赖的。该技术已被比较,以前使用的量热法来测量由激光束的运动引起的加热。
2000-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The critical exponents of the superfluid transition in He4
我们改进了三维XY普适类临界指数的理论估计,该估计适用于He 4沿其相图的切线的超流转变。我们得到估计值alpha=-0.0151(3),nu=0.6717(1),eta=0.0381(2),gamma=1.3178(2),beta=0.3486(1),delta=4.780(1)。我们的结果是通过对晶格尺寸L=128的高统计蒙特卡罗模拟的有限尺寸标度分析和对两个改进模型的22阶高温展开式的计算得到的。我们注意到,在微重力环境下He 4的超流转变中,比热指数α的计算结果与最近的实验估计值α =-0.0127(3)不一致。
2006-05-03 cond-mat.stat-mech hep-lat
Visualization of Superfluid Helium Flow
我们讨论了一种实验技术,通过跟踪微米级的固体氢示踪剂,以可视化的运动在大部分的超流$^4$他。示踪剂的行为是复杂的,因为它们可能被量子化的涡流捕获,同时也通过斯托克斯阻力与正常流体相互作用。我们讨论的机制,示踪剂可能被量子化的旋涡以及氢的体积分数,温度和流动特性的依赖关系。我们应用这种技术来研究热逆流的动力学。我们的观察作为一个直接确认的双流体模型,以及正常的流体速度依赖于所施加的热通量的定量测试。
2008-08-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
The normal-to-planar superfluid transition in Helium 3
我们研究了氦-3超流从正常到平面相的转变,这是预期的偶极相互作用的稳定性。我们利用两个固定维的微扰格式:质量零动量格式和不带$ε$展开的最小减方法,确定了相应的Landau-Ginzburg-Wilson理论的RG流.相应的六回路和五回路系列的分析表明,存在一个稳定的不动点在相关的耦合区域。因此,我们预测过渡将是连续的。我们还计算临界指数。比热指数$α$估计为$α= 0.20(15)$,而氦3的磁化率和磁化指数$γ_H$和$β_H$为$γ_H = -0.34(5)$,$β_H = 1.07(9)$。
2003-12-15 cond-mat.stat-mech hep-lat