Взаимодействие электромагнитных волн сверхвысокой частоты со сверхтекучим потоком в Не II

Жидкий гелий

Анотація

Экспериментально исследовано поглощение электромагнитных волн в жидком гелии в области частот 40-200 ГГц и температур 1,4-2,8 К. Проведено регистрирование спектра колебаний мод "шепчущей галереи" диэлектрического дискового резонатора, который был погружен в жидкий гелий. Сверхтекучие потоки в Не II были созданы искусственно с помощью двух "тепловых пушек". Обнаружена узкая линия поглощения СВЧ волны при частоте, соответствующей энергии одиночного ротонного возбуждения. Установлено, что с ростом скорости сверхтекучего потока v_s радикально изменяется характер резонансной линии: поглощение СВЧ фотонов сменяется их индуцированным излучением, что видно по резкому усилению высокочастотного сигнала. Наблюдаемый эффект можно качественно обьяснить в рамках двухуровневой модели Не II. Обнаружено ступенчатое изменение скорости сверхтекучего потока при непрерывном увеличении мощности, подаваемой на нагреватель пушки, что может свидетельствовать о квантовании величины vs. Показано, что сверхтекучий поток оказывает низкочастотное воздействие на СВЧ волну, которое внешне проявляется как модуляция СВЧ колебаний. Проализированы возможные причины этого эффекта.