КОНВЕКТИВНА МОДЕЛЬ РОТОНА
Ключові слова:
надплинний гелій, конвекція, елементарний конвективний осередок, ротон, енергетичний спектр гелію II, щільність нормальної компоненти гелію II, розсіювання нейтронів, розсіювання світла, дипольний момент
Анотація
Запропоновано конвективну модель, що описує природу і структуру ротона. Згідно моделі ротон є циліндрична конвективна комірка з вільними горизонтальними межами. На підставі моделі оцінені характерні геометричні розміри ротона та описано просторовий розподіл швидкості атомів гелію та збуреної температури всередині нього. Передбачається, що просторовий розподіл ротонів має горизонтально-багатошарову періодичну структуру, з якої випливає квантування енергетичного спектру ротонів. Це квантування дозволяє адекватно описати енергетичний спектр ротонів. Конвективна модель кількісно підтверджується експериментальними даними для вимірювання щільності нормальної компоненти гелію ІІ, розсіюванню нейтронів і світла на гелії ІІ. Використання конвективної моделі для опису розсіяння світла на гелії ІІ дозволило оцінити дипольний момент ротона, а також кількість атомів гелію, що беруть участь у формуванні ротона.Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
1. Landau L.D. Teoriya sverhtekuchesti geliya-ІІ. Prilogenie [The theory of superfluidity of helium-II. Attachment] // UFN. – 1967. – V. 93. – Iss. 11. – P. 495 - 520. (in Russian)
2. Соhen M., Feуnman R.P. Theory of Inelastic Scattering of Cold Neutrons from Liquid Helium // Phys. Rev. – 1957. - Vol. 107. – No.1. – P.13-24.
3. Palevsky H., Otnes K., Larsson K.E. Excitation of Rotons in Helium II by Cold Neutrons // Phys. Rev. – 1958. – Vol. 112. – No. 1. – P.11-18.
4. Υаrnell J.L., Arnοld G.P., Вendt P.J., Кеrr E.С. Excitations in Liquid Helium: Neutron Scattering Measurements // Phys. Rev. – 1959. – Vol.113. - No.6. – P.1379-1386.
5. Fizicheskaya encyklopedia [Physical encyclopedia] / Gl. red. А. М. Prohorov. Red.kol. D.M. Alekseev, А. М. Baldin, А. М. Bonch-Bruevich, A.S. Borovik-Romanov i dr. – М.: Sov. encyclopedia. T.I. Aaronova – Boma effekt – Dlinnie linii. - 1988. 704 p. (in Russian)
6. Feynman R.P. Atomic Theory of the Two-Fluid Model of Liquid Helium // Physiсal Review. – 1954. – Vol. 94. – No.2. – P. 262-277.
7. Kruglov V.I., Collett M.J. Roton Excitation Spectrum in Liquid Helium II // Phys. Rev. Lett. – 2001. – Vol. 87. – No.18. – P.185302.
8. Landau L.D. Teoriya sverhtekuchesti geliya-ІІ [The theory of superfluidity of helium-II] // GETF. – 1941. – Vol. 11. – P.592-616. (in Russian)
9. Halatnikov I.M. Teoriya sverhtekuchesti [The theory of superfluidity]. – М.: Nauka, 1971. – 320p. (in Russian)
10. Bozbiei L.S., Borts B.V., Kostikov A.O., Tkachenko V.I. Formation of Elementary Convective Cell in Horizontal Layer of Viscous Incompressible Fluid // East European J. of Phys.. – 2014. – Vol.1. – No.4. – P. 49-56.
11. Andronikashvili E.L. Issledovanie teplovoj strukturi geliya ІІ s pomoschjyu rasseyaniya holodnih nejtronov [Study of the thermal structure of helium II using cold neutron scattering] // UFN. – 1960 – Vol. 72. – Iss. 4. - P. 697-710. (in Russian)
12. Gershuni G.Z., Zguhovitskij E.M. Konvektivnaya ustojchivost neszgimaemoj zgidkosti [Convective stability of an incompressible fluid]. – М: Nauka, 1972. – 393p. (in Russian)
13. Getling A.V. Formirovanie prostranstvennih struktur konvekcii Releya-Benara [Formation of Rayleigh-Benard's spatial convection structures] // UFN. –1991. – Vol.161. – Iss. 9. – P. 1–80. (in Russian)
14. Daunt Dzh.G, Smit P.S. Sovremennoe sostoyanie problemi zhidkogo geliya [The current state of the problem of liquid helium] // UFN. – 1955. – Vol. 56. – Iss. 3. – P. 249-416. (in Russian)
15. Kapitsa P.L. Sverhtekuchest geliya – II [Superfluidity of helium-II] // UFN. – 1967. – Vol. 93. – Iss. 11. – P. 481–494. (in Russian)
16. Meyer L., Mellink J.H. The Thermomechanical Effects in Liquid Helium II // Physica. – Vol. 13. – Iss. 4–5. – P. 197-215.
17. Svojstva elementov. Ch. І. Fizicheskie svojstva. Spravochnik [Properties of elements. Part I. Physical properties. Reference book]. Pod red. G.V. Samsonova. – М.: Metallurgiya, 1976. – 600p. (in Russian)
18. Polezgaev V.I., Soboleva E.B. Konvekciya Releya-Benara v okolokriticheskoj zgidkosti vblizi poroga ustojchivosti [Rayleigh-Benard convection in a near-critical fluid near the stability threshold] // Izv. RAN. Mehanika zgidkosti i gaza. – 2005. - No. 2. – P. 48-61. (in Russian)
19. Royal Society Mathematical Tables: Vol. 7. Bessel functions, P. Ш. Zeros and associated values. – Cambridge: Cambridge Univ. Press, I960. Russkij perevod: Tablici nulej Besselya. – М.: VC AN SSSR, 1967. – BМТ; Iss. 44.
20. Donnelly R.J., Barenghi C.F. The Observed Properties of Liquid Helium at the Saturated Vapor Pressure // J. Phys. Chem. Ref. Data. – 1998. – Vol. 27. – No. 6. – P. 1217-1274.
21. Fizicheskaya encyklopedia [Physical encyclopedia] / Gl. red. А.М. Prohorov. Red.kol. D.M. Alekseev, А.М. Baldin, А.М. Bonch-Bruevich, A.S. Borovik-Romanov i dr. – М.: Bolschaya Rossijskaya encyclopedia. Vol. 3. Magnitoplazmennij – Pojntinga teorema. – 1992. 672 p. (in Russian)
22. Greytak T.J., Yan J. Light Scattering From Rotons In Liquid Helium // Physical Review Letter. – 1969. – Vol. 22. – No. 19. – P. 987 – 990.
23. Greytak T.J. Light Scattering from Superfluid Helium. Quantum Liquids. Lectures presented at the International School of Low Temperature Physics. Edited by J. Ruvalds and T. Regge. Erice, Italy, June 11-25, 1977.
24. Greytak T. J., Woerner R., Yan J., Benjamin R. Experimental Evidence for a Two-Roton Bound State in Superfluid Helium // Physical Review Letters. – 1970. – Vol. 25. – No. 22. – P.1547 - 1550.
25. Melnikovsky L.A. Polarization of Dielectrics by Acceleration // J. Low Temp. Phys. – 2007. – Vol. 148. – P. 559-564.
26. Spravochnik himika. Tom 1. Obschie svedeniya, stroenie veschestva, svojstva vazgnejshih veschestv, laboratrnaya tehnika [Reference book of the chemist. Volume 1. General information, the structure of matter, the properties of critical substances, laboratory equipment] / Pod red. B.P. Nikolskogo. – М.-L.: Himiya, 1966 – 1071 p. (in Russian)
27. Poluektov Yu.M., Savchenko V.N. On Electric Polarization of Helium Atoms by Acceleration / PAST, Series: Nuclear Physics Investigations (57) – 2012. – No. 1. – P. 299-301.
28. Smirnova N.A. Metodi statisticheskoj termodinamiki v fizicheskoj himii [Methods of statistical thermodynamics in physical chemistry]. – М.: Vish. Shkola, 1982. – 455p. (in Russian)
29. Fabelinskij I.L. Otkritie kombinatcionnogo rasseyaniya sveta [The discovery of Raman scattering of light] // UFN. – 1978. – Vol. 126. – Iss. 1. – P. 124 - 152. (in Russian)
2. Соhen M., Feуnman R.P. Theory of Inelastic Scattering of Cold Neutrons from Liquid Helium // Phys. Rev. – 1957. - Vol. 107. – No.1. – P.13-24.
3. Palevsky H., Otnes K., Larsson K.E. Excitation of Rotons in Helium II by Cold Neutrons // Phys. Rev. – 1958. – Vol. 112. – No. 1. – P.11-18.
4. Υаrnell J.L., Arnοld G.P., Вendt P.J., Кеrr E.С. Excitations in Liquid Helium: Neutron Scattering Measurements // Phys. Rev. – 1959. – Vol.113. - No.6. – P.1379-1386.
5. Fizicheskaya encyklopedia [Physical encyclopedia] / Gl. red. А. М. Prohorov. Red.kol. D.M. Alekseev, А. М. Baldin, А. М. Bonch-Bruevich, A.S. Borovik-Romanov i dr. – М.: Sov. encyclopedia. T.I. Aaronova – Boma effekt – Dlinnie linii. - 1988. 704 p. (in Russian)
6. Feynman R.P. Atomic Theory of the Two-Fluid Model of Liquid Helium // Physiсal Review. – 1954. – Vol. 94. – No.2. – P. 262-277.
7. Kruglov V.I., Collett M.J. Roton Excitation Spectrum in Liquid Helium II // Phys. Rev. Lett. – 2001. – Vol. 87. – No.18. – P.185302.
8. Landau L.D. Teoriya sverhtekuchesti geliya-ІІ [The theory of superfluidity of helium-II] // GETF. – 1941. – Vol. 11. – P.592-616. (in Russian)
9. Halatnikov I.M. Teoriya sverhtekuchesti [The theory of superfluidity]. – М.: Nauka, 1971. – 320p. (in Russian)
10. Bozbiei L.S., Borts B.V., Kostikov A.O., Tkachenko V.I. Formation of Elementary Convective Cell in Horizontal Layer of Viscous Incompressible Fluid // East European J. of Phys.. – 2014. – Vol.1. – No.4. – P. 49-56.
11. Andronikashvili E.L. Issledovanie teplovoj strukturi geliya ІІ s pomoschjyu rasseyaniya holodnih nejtronov [Study of the thermal structure of helium II using cold neutron scattering] // UFN. – 1960 – Vol. 72. – Iss. 4. - P. 697-710. (in Russian)
12. Gershuni G.Z., Zguhovitskij E.M. Konvektivnaya ustojchivost neszgimaemoj zgidkosti [Convective stability of an incompressible fluid]. – М: Nauka, 1972. – 393p. (in Russian)
13. Getling A.V. Formirovanie prostranstvennih struktur konvekcii Releya-Benara [Formation of Rayleigh-Benard's spatial convection structures] // UFN. –1991. – Vol.161. – Iss. 9. – P. 1–80. (in Russian)
14. Daunt Dzh.G, Smit P.S. Sovremennoe sostoyanie problemi zhidkogo geliya [The current state of the problem of liquid helium] // UFN. – 1955. – Vol. 56. – Iss. 3. – P. 249-416. (in Russian)
15. Kapitsa P.L. Sverhtekuchest geliya – II [Superfluidity of helium-II] // UFN. – 1967. – Vol. 93. – Iss. 11. – P. 481–494. (in Russian)
16. Meyer L., Mellink J.H. The Thermomechanical Effects in Liquid Helium II // Physica. – Vol. 13. – Iss. 4–5. – P. 197-215.
17. Svojstva elementov. Ch. І. Fizicheskie svojstva. Spravochnik [Properties of elements. Part I. Physical properties. Reference book]. Pod red. G.V. Samsonova. – М.: Metallurgiya, 1976. – 600p. (in Russian)
18. Polezgaev V.I., Soboleva E.B. Konvekciya Releya-Benara v okolokriticheskoj zgidkosti vblizi poroga ustojchivosti [Rayleigh-Benard convection in a near-critical fluid near the stability threshold] // Izv. RAN. Mehanika zgidkosti i gaza. – 2005. - No. 2. – P. 48-61. (in Russian)
19. Royal Society Mathematical Tables: Vol. 7. Bessel functions, P. Ш. Zeros and associated values. – Cambridge: Cambridge Univ. Press, I960. Russkij perevod: Tablici nulej Besselya. – М.: VC AN SSSR, 1967. – BМТ; Iss. 44.
20. Donnelly R.J., Barenghi C.F. The Observed Properties of Liquid Helium at the Saturated Vapor Pressure // J. Phys. Chem. Ref. Data. – 1998. – Vol. 27. – No. 6. – P. 1217-1274.
21. Fizicheskaya encyklopedia [Physical encyclopedia] / Gl. red. А.М. Prohorov. Red.kol. D.M. Alekseev, А.М. Baldin, А.М. Bonch-Bruevich, A.S. Borovik-Romanov i dr. – М.: Bolschaya Rossijskaya encyclopedia. Vol. 3. Magnitoplazmennij – Pojntinga teorema. – 1992. 672 p. (in Russian)
22. Greytak T.J., Yan J. Light Scattering From Rotons In Liquid Helium // Physical Review Letter. – 1969. – Vol. 22. – No. 19. – P. 987 – 990.
23. Greytak T.J. Light Scattering from Superfluid Helium. Quantum Liquids. Lectures presented at the International School of Low Temperature Physics. Edited by J. Ruvalds and T. Regge. Erice, Italy, June 11-25, 1977.
24. Greytak T. J., Woerner R., Yan J., Benjamin R. Experimental Evidence for a Two-Roton Bound State in Superfluid Helium // Physical Review Letters. – 1970. – Vol. 25. – No. 22. – P.1547 - 1550.
25. Melnikovsky L.A. Polarization of Dielectrics by Acceleration // J. Low Temp. Phys. – 2007. – Vol. 148. – P. 559-564.
26. Spravochnik himika. Tom 1. Obschie svedeniya, stroenie veschestva, svojstva vazgnejshih veschestv, laboratrnaya tehnika [Reference book of the chemist. Volume 1. General information, the structure of matter, the properties of critical substances, laboratory equipment] / Pod red. B.P. Nikolskogo. – М.-L.: Himiya, 1966 – 1071 p. (in Russian)
27. Poluektov Yu.M., Savchenko V.N. On Electric Polarization of Helium Atoms by Acceleration / PAST, Series: Nuclear Physics Investigations (57) – 2012. – No. 1. – P. 299-301.
28. Smirnova N.A. Metodi statisticheskoj termodinamiki v fizicheskoj himii [Methods of statistical thermodynamics in physical chemistry]. – М.: Vish. Shkola, 1982. – 455p. (in Russian)
29. Fabelinskij I.L. Otkritie kombinatcionnogo rasseyaniya sveta [The discovery of Raman scattering of light] // UFN. – 1978. – Vol. 126. – Iss. 1. – P. 124 - 152. (in Russian)
Опубліковано
2017-05-13
Цитовано
Як цитувати
Tkachenko, V. I. (2017). КОНВЕКТИВНА МОДЕЛЬ РОТОНА. Східно-європейський фізичний журнал, 4(1), 28-46. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2017-1-02
Розділ
Статті
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
