Волны второго звука в квантовых кристаллах ортодейтерия, параводорода и кристаллах неона

Abstract

Изучается возможность распространения волн второго звука в изотопически чистых идеальных монокристаллах ортодейтерия, параводорода и неона. Для нахождения области существования волн второго звука, которая лежит в области максимума коэффициента теплопроводности, использованы такие же частоты столкновений, как и в модели Каллавэя при описании экспериментальных данных по теплопроводности. Определены концентрации изотопов ¹H, ²D и ²²Ne, ниже которых возможно существование слабозатухающих волн второго звука. При этом важную роль играет правильный учет рассеяния фононов на границах образца.

Вивчається можливість поширення хвиль другого звуку в изотопічно чистих ідеальних монокристалах ортодейтерію, параводню та неону. Для знаходження області існування хвиль другого звуку, що лежить в області максимуму коефіцієнта теплопровідності, використано такі ж частоти зіткнень, як і у моделі Каллавея при описі експериментальних даних по теплопровідності. Визначено концентрації ізотопів ¹H, ²D і ²²Ne, нижче яких можливе існування слабкозагасаючих хвиль другого звуку. При цьому важливу роль грає правильне врахування розсіювання фононів на границях зразка.

The possibility of second sound wave propagation in isotope-enriched perfect single crystals of orthodeuterium, parahydrogen and neon is studied. To find the range of second sound existence, which lies near the neighborhood of thermal conductivity coefficient maximum, were used such collision frequencies as in the Kallaway model in the description of experimental data on thermal conductivity. The concentration of isotopes ¹H, ²D and ²²Ne are defined, below which the propagation of weakly damping second sound waves is possible. In this case the correct account of phonon scattering at boundaries is important.