Механизмы диссипации колебаний камертона в сверхтекучих растворах 3Не–4Не

Анотація

В області температур 0,1–2,5 К проведено вимірювання амплітудно-частотних характеристик камертонів, які занурені у надплинні розчини ³Не–⁴Не. Виміряно резонансну частоту камертона та ширину резонансу в залежності від температури при концентрації розчину 5% та 15% ³Не, а також для порівняння у чистому ⁴Не. Проведено аналіз отриманих експериментальних даних для головних механізмів дисипації — в’язкісного тертя, випромінювання камертоном першого та другого звуків. Для поділу та оцінки внесків в’язкісного затухання та випромінювання першого та другого звуків було використано «закритий» (в заводській капсулі) та «відкритий» (без капсули) камертони. Встановлено, що ширина резонансу, яка є мірою дисипації коливань камертонів в розчинах, більше, ніж в чистому ⁴Не, та зростає зі зростанням концентрації ³Не. Показано, що наявний аналітичний вираз для внеску в’язкісного тертя добре описує експериментальні дані для 4Не лише в гідродинамічній області. Для розчинів в’язкісний внесок узгоджується з експериментом лише при високих температурах (вище 1,4 К). Для відкритого камертона внесок випромінювання першого звуку узгоджується з розрахунком тільки для ⁴Не, а в разі розчинів розрахунок дає занижені значення в порівнянні з експериментом. Експерименти з закритим камертоном дозволили оцінити можливий внесок випромінювання другого звуку до дисипації камертона в розчині. Виявилося, що цей внесок має немонотонну залежність з максимумом при температурах ≈ 0,6–0,8 К. Розрахунки відношення втрати енергії камертоном внаслідок теплової дифузійної хвилі до втрати за рахунок потоку випромінювання хвилі другого звуку в надплинних розчинах, проведені на основі літературних даних, дали оцінку з точністю 10^–3–10^–4