Microscopical theory, structure of superfluid component and elementary excitation spectrum of the non-relativistic Bose-liquid ⁴He

Abstract

In frame of selfconsistent microscopical model of the superfluid non-relativistic Bose liquid ⁴He with suppressed due to many-particle effects single-particle condensate and intensive pair coherent condensate the ab initio calculation of the spectrum E(p), based on the realistic models for the pair interaction potentials V (r), which has a finite oscillating Fourier-component, was presented. It was shown that oscillating character of the renormalized Fourier component of the fitting "hard sphere" and "semitransparent sphere" pair interacting potentials leads to non-monotonic behavior for the momentum dependence of the renormalized mass operators and, as a consequence, to emerging of the roton minimum in the quasiparticles spectrum E(p), which exactly connected with the first largest negative minimum of the renormalized interaction Fourier-component of a pair of bosons.

В рамках самоузгодженої мiкpоскопiчної моделi надплинної нерелятивiстської бозе-piдини ⁴He з подавленим за pахунок взаємодiї одночастинковим i iнтенсивним парним конденсатами обчислено з пеpших пpинципiв спектp елементаpних збуджень E(p), виходячи з pеалiстичних моделей для потенцiалiв паpної взаємодiї V(r), якi мають скiнчену осцилюючу фуp’є-компоненту. Показано, що в pамках моделей "твердих" та "напiвпpозоpих сфер" осцилюючий хаpактеp пеpеноpмованої фуp’є-компоненти потенцiалу парної взаємодiї бозонiв пpиводить до немонотонної поведiнки iмпульсних залежностей перенормованих масових опеpатоpiвi, як наслiдок, до появи в спектpi квазiчастинок E(p) pотонного мiнiмуму, який однозначно пов’язаний з найбiльш глибоким пеpшим вiд’ємним мiнiмумом фур’є-компоненти перенормованої парної взаємодiї бозонiв.

В рамках самосогласованной микроскопической модели сверхтекучей нерелятивистской бозе-жидкости ⁴He с подавленным за счет взаимодействия одночастичным и интенсивным парным конденсатами произведен расчет с первых принципов спектра элементарных возбуждений E(p) исходя из реалистичных моделей для потенциалов парного взаимодействия V(r), которые имеют конечную осциллирующую фурье-компоненту. Показано,что в рамках моделей "твердых" и "полупрозрачных сфер" осциллирующий характер перенормированой фурье-компоненты потенциала парного взаимодействия бозонов приводит к немонотонному поведению импульсных зависимостей перенормированных массовых операторов и, как следствие, к появлению в спектре квазичастиц E(p) ротонного минимума, который однозначно связан с наиболее глубоким первым отрицательным минимумом фурье-компоненты перенормированного парного взаимодействия бозонов.