Процессоры INTEL — история успехаА начиналось все в далеком 1971 году, когда малоизвестная компания "Intel Corporation" получила от одной из японских корпораций заказ на разработку и изготовление набора логических микросхем для настольного калькулятора. Вместо этого, по инициативе инженеров "Intel", на свет появился первый четырехбитный микропроцессор 4004 Далее... |
звук
ЗВУК
в сверхтекучем гелии (4Не) - гидродинамич. волны, распространяющиеся
в сверхтекучем гелии (Не II). Согласно Ландау теории сверхтекучести (двухкомпонентной
модели Не II), гидродинамика сверхтекучей жидкости, в отличие от обычной гидродинамики,
характеризуется двумя скоростями движения vs и vn, являющимися соответственно скоростями сверхтекучей и нормальной компонент
жидкого Не II. Появление дополнит. гидродинамич. переменной (vs)приводит
к увеличению числа степеней свободы системы и возможности возникновения новых,
по сравнению с классич. гидродинамич. системами, типов 3. (звуковых мод). Типы
возможных звуковых волн и скорости их распространения зависят также от геом.
параметров гелиевой системы и кол-ва примеси 3Не. В
объёме сверхтекучего 4Не могут распространяться волны двух типов
- первый звук (ПЗ) и второй звук (ВЗ). Волны первого типа аналогичны
гидродинамич. звуку в обычной жидкости и представляют собой в осн. распространяющиеся
колебания плотности r
и давления р. Специфич. особенностью Не II является существование т.
н. ВЗ - тепловых волн: распространяющихся колебаний темп-ры Т и энтропии
S (в обычных средах температурные колебания затухают на расстоянии порядка
длины волны). Поскольку коэф. теплового расширения (дr/дТ)р гелия аномально мал, колебания плотности (давления) и темп-ры (энтропии)
оказываются практически независимыми. При этом скорость ПЗ u1 задаётся
обычным соотношением: u21=(dp/dr)s, а скорость ВЗ: u22= rsTS2/Crn, где rs, rn-соответственно
плотности сверхтекучей и нормальной компонент, С - теплоёмкость. При
низких темп-рах, не слишком близких к темп-ре Тl
исчезновения сверхтекучести гелия, норм. компонента представляет собой газ квазичастиц (элементарных возбуждении системы), а ВЗ - звуковые волны в газе квазичастиц.
В чистом 4Не это звуковые волны в системе ротонов и фононов.
При понижении темп-ры времена свободного пробега
t квазичастиц
в Не II возрастают. При этом гидродинамич. ПЗ переходит в высокочастотный ПЗ
- слабозатухающие волны плотности на частотах w
>>1/t.
На поверхности сверхтекучего гелия может распространяться
поверхностный ВЗ - звуковые колебания в системе поверхностных возбуждений. Для
чистого Не II это звук в системе рипплонов (квазичастиц, соответствующих
квантованным капиллярным волнам на поверхности Не II). В
тонких сверхтекучих гелиевых плёнках распространяется третий звук (ТЗ) - практически
изотермич. поверхностные волны в пленке Не II. Распространение ТЗ сопровождается
осцилляциями сверхтекучей компоненты параллельно подложке, а нормальная компонента
при не очень толстой плёнке тормозится подложкой и в колебаниях не участвует.
Существ. особенностью ТЗ является значит. испарение и конденсация гелия при
колебаниях, что сглаживает осцилляции темп-ры и приводит к почти изотермич.
характеру распространения волны. Скорость изотермич. ТЗ
где относит. плотность сверхтекучей компоненты
усреднена по толщине плёнки d, Е - потенциал сил ван-дер-ваальсовского
притяжения гелиевого атома к подложке (см. Межмолекулярное взаимодействие),
L - теплота испарения. Четвёртый звук
(ЧЗ) распространяется в Не II, находящемся в узких капиллярах или в мелкопористой
среде, когда длина свободного пробега квазичастиц Не II сравнима или заметно
превосходит характерный размер в системе. При этом нормальная компонента жидкости
неподвижна и для определения скорости ЧЗ в ур-ниях гидродинамики следует положить
vn=0. В результате, если пренебречь коэф. теплового
расширения, и24= (rs/r)u21+
(rn/r)u22.
Как правило, в этом выражении второй член много меньше первого. При низких темп-pax
скорость распространения ЧЗ как в чистом 4Не, так и в слабых растворах
3Не в Не II близка к скорости ПЗ. Пятый
звук представляет собой тепловые (температурные) волны в сверхтекучих гелиевых
плёнках в условиях, когда процессы испарения (конденсации) в плёнке подавлены.
Волны пятого звука являются адиабатическими и распространяются со скоростью
u25= (rn/r)u22.
При достаточно низких темп-pax примесная система
3Не в растворе 3Не в Не II тоже должна перейти в сверхтекучее
состояние. В таком растворе с двумя бозе-конденсатами 3Не и 4Не
могут распространяться звуковые волны трёх типов: 1) колебания плотности (давления)
со скоростью распространения, близкой к скорости ПЗ в чистом Не II; 2) колебания
в системе примесных квазичастиц 3Не, распространяющиеся со скоростью,
близкой, в меру малой концентрации 3Не, к
где vF - фермиевская скорость (см. Ферми-жидкость; )3) температурные
колебания со скоростью распространения, экспоненциально убывающей с уменьшением
концентрации 3Не. Волны второго и третьего типов соответствуют ПЗ
и ВЗ в сверхтекучем ферми-газе примесных квазичастиц 3Не.
Лит.: Халатников И. М., Теория сверхтекучести,
М., 1971; Паттерман С., Гидродинамика сверхтекучей жидкости, пер. с англ., М.,
1978; Atkins К. R., R u d n i с k I., Third sound, в кн.: Progress in low temperature
physics, v. 6, Arast.-L., 1970; Edwards D. O., S a a m W. F., The free surface
of liquid Helium, там же, v. 7a, Amst., 1978; JelatisG. J., Roth J. A., Maynard
J.D., Observation of fifth sound in a planar superfluid "He Film, "Phys. Rev.
Lett.", 1979, v. 42: В a s h k i n E. P., Meyerovich A. E., 3He-
4He quantum solutions, "Adv. Phys.", 1981, v. 30, .№ 1. A.
Э. Мейерович.