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
Bose Condensates in TOP Traps Exhibit Circulating Superfluid Flows
对于位于四极磁场梯度中的自旋为1的原子,可以通过施加旋转均匀磁场来阻止原子自旋翻转离开阱的中心。从量子力学的观点来看,这种玻色凝聚态的陷阱相当于在一个旋转的桶中有一种超流体。然后,在不施加任何进一步的外部扰动的情况下,预计在冷凝流体流中诱导涡度。
1998-03-22 cond-mat.stat-mech
Superfluid helium
The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校)
本研究针对氦-4超流的建模问题,提出可数学求解的相变玩具模型,用于获取超流的序参数,为超流相关研究提供了理论工具。
2026-09-07 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Superfluid properties of a Bose-Einstein condensate in an optical lattice confined in a cavity
研究了具有量子特性的腔场中的一维光晶格对玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)超流动力学的影响。在腔中,原子反作用和外部驱动泵浦的影响变得很重要,并强烈地改变了光学势。由于凝聚波函数与腔模之间的强耦合,腔光场形成能带结构。研究表明,泵和空腔作为一种新的手柄出现,以控制BEC的超流特性。
2008-01-27 cond-mat.stat-mech
Anomalous condensate fluctuations in strongly interacting superfluids
我们表明,冷凝占领的超流玻色液体相当普遍表现出极大的波动在有限的温度。在三维空间中,在低T时,方差的尺度类似于T ^2 V^{4/3},这推广了乔治尼、皮塔耶夫斯基和斯特林加里在弱相互作用玻色气体中得到的结果。在二维空间中,只有一个准凝聚态,其涨落与平均值的量级相同。
1999-08-12 cond-mat.stat-mech
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
Possible stimulation of nuclear alpha-decay by superfluid helium
有人建议,超流氦(4-He原子的凝聚体)可能会刺激核α衰变的情况下,当α-发射体移动通过超流氦微调速度,使向后发射的α粒子在实验室框架中是静止的。结果表明,在这种情况下,受激α衰变的概率可能是相当大的,足以被检测到。
2009-09-03 cond-mat.stat-mech nucl-ex nucl-th
Spectrum of turbulent Kelvin-waves cascade in superfluid helium
为了解释在极低温度下观察到的超流湍流的衰减,有人提出开尔文波的级联(类似于经典的柯尔莫哥洛夫级联)将动能转移到足够小的长度尺度上,使得声音可以辐射出去。我们报告的量子化涡丝的相互作用的数值模拟结果。我们观察开尔文波级联的发展,并计算曲率,振幅谱(我们与竞争理论比较)和分形维数的统计。
2011-07-04 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
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
Characterisation of superfluid vortices in helium II
物质在低温下表现出不寻常的性质,如超流性、超导性、玻色-爱因斯坦凝聚和超固态。这些状态在比原子尺度大得多的尺度上显示量子力学行为。如在许多相变中一样,在向低温状态的转变期间可能发生缺陷。这些缺陷的研究产生有用的信息的性质的过渡和宏观国家本身。当冷却到λ温度(~2.172 K)以下时,液氦获得超流特性,超流中的缺陷以量子化循环的线涡形式存在。这些涡旋的形成被认为是宇宙结构形成的模型。在这里,我们通过在流体中悬浮微米大小的氢固体颗粒来可视化这些超流体(或量子化)漩涡。低浓度的颗粒沿涡线以几乎相等的间距排列。稳定旋转状态下涡线的数密度与Feynman的预测相当。这是第一次有可能观察到超流湍流,其中超流涡相互作用,并存在于具有复杂分支的网络中。我们的方法使得有可能在过渡过程中的拉姆达点和湍流状态本身的旋涡的特征。
2005-12-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Further On the Fountain Effect in Superfluid Helium
在先前关于超流氦中喷泉压力的论文(Attard 2022 d)中,实验证实了H。London(1939)在热力学上等价于化学势相等。然而,这种理论上的等效性并没有反映在实验数据中。这个问题现在已经被追溯到Donnelly和Barenghi(1998)从测量的热容导出的焓和熵的错误。在本文中,修正的热力学数据产生几乎精确的协议之间的两个表达式和测量喷泉压力。能量最小化的原则,驱动喷泉效应和超流体流动更普遍的物理解释。
2022-10-13 cond-mat.other cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Defects on cylinders: superfluid helium films and bacterial cell walls
晶体固体的物理学和超流体的行为之间有着深刻的相似性,可以追溯到菲利普·安德森、保罗·马丁和其他人的开创性工作。周期性晶体中剪切变形的刚度类似于控制中性超流体(如氦)中超流行为的超流体密度^[4]。固体中的位错与超流体中的量子化涡旋非常相似。最近关于杆状细菌延长细胞壁的方式的显着实验将注意力集中在部分有序的圆柱形晶体单层中点状位错缺陷的动力学和相互作用上。在这些讲座中,我们回顾了超流氦薄膜在圆柱体上的物理学,并讨论了在一个方向上的限制如何影响涡流与超流的相互作用。虽然有相似之处的方式,位错对圆柱体上的应变的反应,重要的差异出现,由于矢量性质的拓扑电荷表征的位错。
2013-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A geometric one-fluid model of superfluid helium-4
针对超流氦-4双流体模型组分不可分离且高逆流速度下动量分解失效的问题,提出基于哈密顿流体力学的几何单流体模型,可推广并简化HVBK模型。
2025-09-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Nuclear and electronic coherence in superfluid helium
本文提出了一个4He原子多粒子系统的半唯象模型,其中氦原子被认为是由一个原子核和一对处于单重态的束缚电子组成的复合体.在零温度下,有两个带相反电荷的粒子的玻色-爱因斯坦凝聚体,即带正电的核的凝聚体和带负电的电子对的凝聚体。结果表明,在这样的系统中存在两个激发分支:声音和光。在此基础上,对超流氦电活动的实验研究提出了一种解释。观察到微波辐射的共振吸收的频率被解释为光学分支中的间隙。结果表明,谐振腔中驻波的电势分布与实验观察到的情况相似。
2021-04-21 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
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
Superfluid helium II as the QCD vacuum
我们研究了超流系统的缠绕数磁化率< I^2>和QCD中的拓扑磁化率< Q^2>。我们认为,这两个关联函数表现出类似的结构,包括接触项的产生。本文讨论了超流系统中接触项的性质,认为它与QCD中的接触项有着完全相同的起源,它与远距离物理有关,而远距离物理不能与传统的微观自由度(如声子和转动子)联系起来。我们强调指出,超流系统与QCD概念上的相似性可能有助于我们更深入地理解超流系统的拓扑特征以及QCD真空。
2017-02-07 cond-mat.stat-mech hep-lat hep-ph
Direct observation of irrotational flow and evidence of superfluidity in a rotating Bose-Einstein condensate
我们观察到无涡玻色凝聚体从缓慢旋转的各向异性阱中突然释放后的膨胀。我们的研究结果显示了明确的实验证据的无旋流预期的超流体。旋转势阱的膨胀具有与玻色凝聚体的超流性质相关的强烈特征,即凝聚体在任何点都不能关于旋转轴圆柱对称,因为这样的波函数不具有角动量。因此,最初旋转的冷凝物以与从静态阱释放的冷凝物截然不同的方式膨胀。我们报告测量这种现象的冷凝物的吸收图像沿旋转轴的方向。
2001-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
On the Fountain Effect in Superfluid Helium
分析了超流氦中微小温差引起的喷泉压力的来源。Tisza(1938)基于基态玻色子的不同分数对渗透压的解释被表述为理想解,并被证明高估了喷泉压力一个数量级或更多。实验证实了H. London(1939)中,压强对温度的导数等于单位体积的熵,证明了它等价于化学势的相等,而不是化学势除以温度。前者是在熵不变时能量最小化的结果,而后者是熵最大化的结果。得出的结论是,喷泉效应中的超流体流动是由机械力而不是统计力驱动的。这一新原理似乎是超流体和超导体中流动的普遍规律。
2022-06-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con physics.chem-ph