Roton

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. április 18-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 6 szerkesztést igényelnek .

Roton
Az elemi gerjesztések spektruma folyékony héliumban
Összetett:	Kvázi részecske
Osztályozás:	Biroton
Kiről és/vagy miről nevezték el?	A lat. roto - "forog, forog"
Típusok száma:	egy

A Roton (a latin roto szóból - "forgatom, forogok") egy elemi gerjesztés ( kvázi részecske ) a szuperfolyékony 4 He-ben, amely a szuperfolyékony hélium atomszerkezetéhez kapcsolódik, és négyzetes energiaspektruma közel az impulzushoz , ahol a jellegzetes interatom távolság. Az ilyen kvázi részecskék megjelenése egy kelvin körüli hőmérsékleti tartományban különös hatással van a szuperfolyékony folyadék viselkedésére . A kifejezést I. E. Tamm vezette be [1] . $E(p)$ $p_{0}\sim h/a$ $a$

A gerjesztések energiaspektruma 4 He -ben

Az elemi gerjesztések energiaspektruma héliumban lineáris függőséggel rendelkezik a kezdeti részben, egy lokális minimum ( , ), ahol körülbelül 8,6 K hőmérsékletnek felel meg . A spektrum lineáris részének elemi gerjesztéseit általában fononoknak nevezzük . Az elemi gerjesztéseket a közeli tartományban rotonoknak nevezzük. $p_{0}$ $E_{0}$ $E_{0}$ $p_{0}$

Fonon energia

A fononoknak lineáris diszperziós törvényük van . A fononenergiát a következő egyszerű kifejezéssel kapcsoljuk össze a kvázi-impulzussal:

$E=cp$ , ahol с ≈965 m/s a hangsebesség héliumban.

Energy rotons

A rotonok energiája a diszperziós görbe lokális minimuma közelében négyzetes alakú [2] :

$E(p)=\Delta +{\frac {(p-p_{0})^{2}}{2\mu }}$

Itt 8,6 K nagyságrendű értéke van az energia hőmérsékleti egységeiben, az effektív tömeg. A spektrum rotonzónájának minimum helyzetének és a rotonok effektív tömegének számított értékei [3] : $\Delta$ $\mu$

${\frac {p_{0}}{h}}=1{,}99\cdot 10^{{10}}$ m −1 , , ahol egy szabad hélium atom tömege. $\mu =0{,}26m_{\mathrm {Ő} }$ $m_{\mathrm {Ő} }$

Landau-kritérium

A rotonok energiaspektrumban való megjelenésének fizikai jelentése megfelel az örvénymozgás megjelenésének egy szuperfolyékony folyadékban. És bár maga az örvény nem disszipatív módon létezik, kialakulása energiát igényel, amit a rendszer elveszít. Így súrlódás lép fel. Az ilyen kvázirészecskék ne keletkezésének feltétele a Landau szuperfolyékonysági kritérium . Nyilvánvaló, hogy a folyadék adott sebességű mozgására vonatkozó e kritérium teljesülése úgy ábrázolható, mint az egyenes metszéspontjának hiánya az elemi gerjesztések energiaspektrumának függőségétől . Az ilyen metszéspontok jelenléte azt jelzi, hogy az energiaspektrum megfelelő részének kvázi részecskéi megjelenhetnek az impulzus- és energiamegmaradás törvényeinek egyidejű teljesítésével. Elméletileg a nem disszipatív mozgás feltétele körülbelül 80 m/s sebességig teljesüljön, de a gyakorlatban a szuperfluiditás sokkal kisebb sebességeknél sérül a spektrum nagy energiájú része miatt. $V$ $E=Vp$ $E(p)$

A hőkapacitásra és egyéb tulajdonságokra gyakorolt hatás

A rotonok fontos szerepet játszanak a szuperfolyékony hélium tulajdonságaiban T ≈ 0,6 K mellett. Meghatározzák a hőkapacitás, entrópia, normálsűrűség stb. kifejezések létezését, amelyek exponenciálisan függenek a hőmérséklettől. Így a hőkapacitás 0,6 K alatti hőmérsékleten fononhőmérséklet-függéssel rendelkezik:

$C_{p}\sim T^{3}$ .

0,6 K feletti hőmérsékleten a hőkapacitás függése exponenciálisra változik [4] :

$C_{p}=V{\frac {p_{0}^{2}\Delta ^{2}}{2\pi ^{2}\hbar ^{3}T^{2}}}(2\pi \mu T^{2})^{{1/2}}e^{{{-{\frac {\Delta }{T))))$ .

Biroton

Két ellentétes irányú impulzusú roton kötött állapotot alkot - bioton , L=2 pályamomentum, kötési energia 0,25 K [4] .

Jegyzetek

↑ Roton a TSB-ben . Letöltve: 2009. november 29. Az eredetiből archiválva : 2011. november 5.. (határozatlan)
↑ A rotonok lokalizált állapotai ionok közelében héliumban II
↑ A hélium II hőszerkezetének tanulmányozása hideg neutronszórás segítségével, E. L. Andronikashvili . Letöltve: 2009. november 29. Az eredetiből archiválva : 2013. május 22.. (határozatlan)
↑ 1 2 Fizikai enciklopédia / ch. szerk. A. M. Prohorov. - Nagy Orosz Enciklopédia, 1994. - T. 4. - S. 400. - 704 p. - 40.000 példány. - ISBN 5-85270-087-8 . Archiválva : 2012. március 14. a Wayback Machine -nél

Kvázi részecskék ( kvázirészecskék listája )
Alapvető	magnon Phonon Roton Plazmon primeson Elektron Lyuk Orbiton Fluctuon Phazon Holon és spinon Quasimomonopol
Összetett	Dropleton Felpróbál polariton Polaron Biroton kádár pár exciton Vanier - Motta Frenkel Biexciton Soliton FK-szoliton Szolitonok a plazmában Ion-hang Magnetoakusztikus Langmuir Soliton Davydov
Osztályozások	Fermions Bozonok Anyons Hipotetikus : Plectons