Нанокластеры атомов 4He вокруг вакансий в твердых растворах 4He в 3He

Анотація

Проведены прецизионные измерения давления в твердых растворах ⁴He в ³He при циклировании температуры в пределах области расслоения. Обнаружено, что в результате такого циклирования разность давлений DР при минимальной (» 100 мК) и максимальной (» 200 мК) температурах уменьшается приблизительно в 3 раза и в дальнейшем сохраняется в течение длительного времени. Восстановление исходных значений DР и давления P₀ в однородном твердом растворе ⁴He-³He происходит только после отогрева образца до температуры, существенно превышающей температуру расслоения. Полученные данные объяснены в рамках гипотезы о возникновении в этих условиях кластеров чистого ⁴He вокруг квазиравновесных вакансий. Проведен термодинамический расчет таких кластеров, результаты которого дали возможность количественно объяснить найденные особенности. В результате сравнения расчета с экспериментом определена концентрация кластеров, равная 8×10^-5, и их радиус, составляющий 3-4 межатомных расстояний при низких температурах. Получено характерное время установления стационарного состояния в таких условиях и высказано предположение, что оно определяется процессами на границе кластера.