к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Спиновая сверхтекучесть

Спиновая сверхтекучесть - совокупность явлений, связанных с существованием бездиссипатпвного механизма переноса намагниченности в сверхтекучем ³Не. При переходе в сверхтекучее состояние атомы ³Не образуют конденсат из куперовских пар в состоянии с полным спином S=1 (см. Гелий жидкий, Сверхтекучесть). Поэтому параметр порядка ³Не содержит угл. переменные ф, описывающие ориентацию системы спинов куперовских пар. Энергия системы не зависит ни от фазы волн функции конденсата, ни от этих угл. переменных. Такое вырождение состояний в случае возникновения градиента к--л. из углов ф приводит к появлению спинового сверхтока , где М_i - компонента намагниченности i = х, у, z. Спиновый сверхток в сверхтекучем ³Не представляет собой встречное гидродинамич. течение двух взаимопроникающих сверхтекучих жидкостей с противоположно направленными спинами куперовских пар, не сопровождающееся переносом массы.

С. с. была обнаружена в экспериментах по ЯМР в сверхтекучем ³Не-В (А. С. Боровик-Романов, Ю. М. Буньков, В. В. Дмитриев, Ю. М. Мухарский, 1984-88) и теоретически исследована в работах И. А. Фомина (1984-88). В условиях ЯМР в качестве параметра порядка в ³Не - В удобно выбрать матрицу трёхмерных вращений, параметризуемую тремя углами Эйлера . Если внеш. поле Н направлено вдоль оси г, то углы и определяют направление прецессирующей намагниченности М, а угол - вращение спиновой системы вокруг М. Угол между М и Н определяет величину проекции намагниченности М_z, а угол - фазу прецессии М вокруг Н. Система вырождена по углу, к-рый можно рассматривать как фазу параметра порядка.

Экспериментально сверхтекучий ток проекции намагниченности M_zнаблюдался как вдоль приложенного поля Н, когда градиент фазы создавался за счёт продольного градиента поля, так и перпендикулярно Н по капилляру, соединявшему две эксперим. камеры, в к-рых ЯМР возбуждался от независимых генераторов на одной частоте, но с разными фазами.

Возможность экснерим. наблюдения С. с. методом ЯМР в ³Не-В связана с наблюдаемой в нём характерной особенностью зависимости частоты ЯМР w от угла : при частота to не зависит от , а при начинает резко расти. Эта особенность и существование С. с. приводят к тому, что при возбуждении ЯМР радиочастотным полем с частотой в объёме ³Не-В, помещённом в неоднородное магн. поле, этот объём разбивается на два домена: в области сильного поля (, - гиромагнитное отношение) прецессия не возбуждается вовсе и, в поле возбуждается прецессия на общей частоте w и с общей фазой прецессии, определяемой генератором. При этом на границе между доменами угол и нарастает в области более слабого поля, называемой однороднопрецессирующим доменом.

Для С. с. имеет место весь комплекс явлений, характерных для обычной сверхтекучести: четвёртый звук, ограничение величины сверхтекучего переноса намагниченности - критич. спиновый ток с образованием центров проскальзывания фазы, стационарный и нестационарный эффекты Джозефсона, квантование циркуляции сверхтекучей скорости и образование квантованных спиновых вихрей. В отличие от обычной сверхтекучести и сверхпроводимости, где фаза конденсата ненаблюдаема, фаза прецессии наблюдаема. Поэтому удаётся измерить разность фаз на концах канала, сброс фазы при одном акте проскальзывания, а также точную локализацию центра проскальзывания фазы и распределение фазы по каналу.

В отличие от обычной сверхтекучести, в ³Не-В наряду с бездиссипативным переносом намагниченности, возникающим вследствие образования когерентного состояния, при наличии градиентов углов обязательно присутствуют и диффузионные диссинативные спиновые потоки. Спиновая диффузия, а также др. механизмы диссипации приводят к несохранению параллельной полю компоненты намагниченности, что соответствовало бы несохранению массы сверхтекучей компоненты в ⁴Не или несохранению заряда в сверхпроводниках.

Явление С. с. возможно не только в сверхтекучем ³Не-В, но и в антиферромагнетиках, релятивистские взаимодействия в к-рых сохраняют вырождение по относит. фазе прецессии намагниченности подрешёток.

Литература по спиновой сверхтекучести

Фомин И. А., Стационарный спиновый сверхток в ³Не-В, «ЖЭТФ», 1988, т. 94, с. 112;
Fоmin I. A., Spin currents in superfluid ³He, «Physica B», 1991, v. 169, p. 153;
Borovik-Romanov A. S. и д p., NMR and magnetic supercurrent in ³He-B, «Physica Scripta», 1991, v. T35, p. 136.

А. С. Боровик-Романов, В. П. Минеев

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что низкочастотные электромагнитные волны частотой менее 100 КГц коренным образом отличаются от более высоких частот падением скорости электромагнитных волн пропорционально корню квадратному их частоты от 300 тысяч кмилометров в секунду при 100 кГц до примерно 7 тыс км/с при 50 Гц.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира