Неупругое рассеяние нейтронов как подтверждение существования нового типа щелевых поверхностных возбуждений в жидком гелии
Григорьев П.Д., Григорьев А.Д., Дюгаев А.М.

Поступила в редакцию: 6 Августа 2018

DOI: 10.1134/S0044451019020147

PDF (5.4M)

Анализируются экспериментальные данные [e19011-GodfrinPrivate] для неупругого рассеяния нейтронов на тонкой (5 атомарных слоев) пленке жидкого гелия при трех разных температурах T=0.4, 0.98, 1.3 K. Эти данные были частично опубликованы ранее [e19011-Godfrin1992,e19011-GodfrinJLTP1992,e19011-Clements1996], но здесь они представлены в лучшем качестве и при различных температурах. Графики интенсивности рассеяния нейтронов, в дополнение к ранее известной дисперсии фононов, указывают на ветвь щелевых поверхностных возбуждений с энергией активации около 4.5 K и с законом дисперсии, похожим на ожидаемую дисперсию сюрфонов - связанных квантовых состояний атомов гелия над поверхностью жидкого гелия, предложенных и исследованных теоретически [e19011-SurStates,e19011-SurStates2011]. Эти данные, вероятно, дают первое прямое экспериментальное подтверждение существования сюрфонов. Ранее эти поверхностные возбуждения получили только косвенное экспериментальное обоснование, основанное на температурной зависимости коэффициента поверхностного натяжения [e19011-SurStates,e19011-SurStates2011] и на их взаимодействии с поверхностными электронами [e19011-WeJETPLett2008,e19011-MobilityLett]. Существование сюрфонов как дополнительного типа поверхностных возбуждений хотя и остается пока еще спорным, очень важно для различных физических свойств поверхности гелия. Также анализируются предыдущие численные результаты о возбуждениях в жидком гелии и сделан вывод, что поверхностные возбуждения, подобные сюрфонам, были получены ранее [e19011-Gernoth1992] численными расчетами и назывались поверхностными резонансными состояниями.