Superfluid density of 3He-B in aerogel using an inhomogeneous scattering model

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
1999
Major/Subject
Materiaalifysiikka
Mcode
Tfy-44
Degree programme
Language
en
Pages
47
Series
Abstract
Nestemäiseen [3]He:een on normaalisti hyvin vaikea lisätä pistemäisiä epäpuhtauksia, koska ne painuvat gravitaation vaikutuksesta nopeasti astian pohjalle. Lisäämällä heliumia hyvin huokoiseen aerogeeliin, jossa jopa 99.8% tilavuudesta voi olla tyhjää, saadaan sen moniin eri suuntiin suuntautuvat ohuet säikeet toimimaan epäpuhtauksien tavoin. Aerogeeli aiheuttaa sen, että [3]He:n transitiolämpötila supratilaan laskee. Samoin supratilan vahvuutta kuvaava paripotentiaali sekä supranesteen tiheys pienenevät verrattuna puhtaan heliumin vastaaviin arvoihin. Supranesteen tiheys ilmoittaa kuinka paljon heliumista on suprajuoksevassa tilassa. Yksinkertaisin malli, jolla epäpuhtauksia voidaan kuvata, on homogeenisen sironnan malli, jossa epäpuhtauksien ajatellaan jakautuneen tasaisesti heliumiin. Tällä mallilla on menestyksellisesti selitetty epäpuhtauksien vaikutuksia suprajohteisiin, mutta kun mallia on sovellettu epäpuhtaalle heliumille, saadaan kokeiden kanssa ristiriitaisia tuloksia. Isotrooppinen epähomogeenisen sironnan malli ottaa huomioon sen, että epäpuhtauden määrä saattaa vaihdella näytteen eri osissa. Tätä mallia on jo käytetty [3]He B-faasin kriittisen lämpötilan ja paripotentiaalin laskemiseen. Tässä työssä mallia käytetään supranesteen tiheyden laskemiseen ja tuloksia verrataan useissa yliopistoissa mitattuihin arvoihin. Laskut suoritetaan käyttäen kvasiklassista teoriaa ja olettamalla, että heliumkvasihiukkasten sironta epäpuhtauksista on isotrooppista, ei-magneettista s-aaltosirontaa. Vaikka epähomogeenisen sironnan mallissa on joitakin puutteita, se selittää melko hyvin supranesteen tiheyden [3]He-B:ssa. Epäpuhtausprofiili on valittava siten, että näytteeseen muodostuu yhtenäisiä virtauskanavia, joita pitkin helium voi helposti kulkea läpi koko astian. Profiili kuvaa hyvin reaalimaailman aerogeelia, jossa on monia toisiinsa kytkeytyneitä tyhjiä alueita.
Description
Supervisor
Salomaa, Martti
Thesis advisor
Thuneberg, Erkki V.
Keywords
Other note
Citation