К ВОПРОСУ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СВЕРХТЕКУЧЕГО ГЕЛИЯ ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ ВОЛН ПЕРВОГО И ВТОРОГО ЗВУКОВ
Пашицкий Э.А., Гурин А.А.

Received: May 5, 2010

DJVU (189K)

PDF (332.3K)

Показано, что наблюдавшееся в экспериментах работы [3] явление электрической активности сверхтекучего гелия ( HeII) при возбуждении стоячих волн второго звука в акустическом резонаторе может быть описано в рамках феноменологического механизма инерционной поляризации атомов в диэлектрике, в частности, в HeII, когда индуцируемое в среде поле поляризации пропорционально механическому ускорению, по аналогии с эффектом Толмена - Стюарта. Возникающая в волне второго звука переменная относительная скорость w= v_n- v_s нормальной и сверхтекучей компонент HeII определяет среднюю групповую скорость ротонов , с равновесной концентрацией которых связана плотность нормальной компоненты в области температур 1.3 K\le T\le2 K. В связи с этим ускорение атомов , принимающих участие в формировании ротонного возбуждения, пропорционально производной по времени от относительной скорости . При этом следует учитывать линейные локальные соотношения между переменными значениями электрической индукции, напряженности электрического поля и вектора поляризации. В результате этого индуцированный в объеме HeII переменный ток смещения и соответствующая ему разность потенциалов не зависят от аномально малой поляризуемости жидкого гелия, что позволяет получить согласующееся с экспериментом отношение амплитуд колебаний температуры и потенциала в волне второго звука, которое почти не зависит от T в указанном температурном интервале. В то же время, отсутствие электрического отклика при возбуждении волн первого звука в линейном режиме связано с недостаточной мощностью звуковых колебаний. На основе экспериментальных данных по возбуждению первого и второго звуков получены оценки для феноменологического коэффициента пропорциональности между вектором поляризации и ускорением и для коэффициента увлечения атомов гелия ротонами в волне второго звука. Показано также, что наличие в HeII стационарного теплового потока с отличными от нуля продольными градиентами скорости и температуры за счет конечной вязкости и теплопроводности нормальной компоненты приводит к изменению фазовых скоростей волн первого и второго звуков и к экспоненциальному нарастанию во времени их амплитуд, что должно приводить к росту амплитуд электрических сигналов на частотах первого и второго звуков. Такая неустойчивость аналогична эффекту нарастания амплитуды длинных гравитационных волн на поверхности мелкой воды, распространяющихся в направлении уменьшения глубины бассейна.