Разработана новая модель поведения жидкого гелия

На основе сверхтекучих жидкостей может быть создан новый класс ультрачувствительных ротационных датчиков для точных навигационных систем и других приложений. Для разработки таких приборов ученым необходимо иметь более точное представление о свойствах сверхтекучих жидкостей в определенных условиях.

Д-р Пол Гольдбарт (Paul Goldbart) совместно с Романом Баранковым из Иллинойского университета разработал модель, описывающую некоторые из этих свойств, которые недавно были экспериментально обнаружены учеными из Калифорнийского университета в Беркли.

В этих экспериментах наблюдался процесс протекания жидкого гелия из одного резервуара в другой через тысячи наноотверстий. Исследователи пытались таким образом усилить слабый звук, образующийся при проскальзывании фазы в жидком гелии, протекающем через единичное наноотверстие. При низких температурах эффект усиления наблюдался, но был слабым из-за потери синхронности.

Группе д-ра Гольдбарта удалось описать высокотемпературную синхронную стадию этого процесса, низкотемпературную асинхронную стадию и переход между ними. Согласно разработанной ими модели, при температурах близких к 2,18 К - температуре перехода гелия в сверхтекучее состояние – процесс проскальзывания фазы принимает лавинообразный характер, что приводит к синхронизации и усилению звука.

При понижении температуры ниже определенного критического значения (примерно на 0,1 К) лавины не образуются, и процесс проскальзывания фазы в наноотверстиях протекает асинхронно.

Подобные модели используются для описания динамики землетрясений, а также для исследования процессов переноса в плазме, удерживаемой магнитным полем.