Исследование жидкого гелия методом рассеяния нейтронов. Новый анализ данных

Abstract

Проведен новый анализ полученных ранее экспериментальных данных по рассеянию нейтронов на жидком ⁴Не. Эксперименты выполнены на время-пролетном спектрометре ДИН-2ПИ на импульс­ном реакторе ИБР-2. Результаты проанализированы с использованием последовательной процедуры обработки данных, включающей перевод динамического структурного фактора S(Q, w) в представле­ние при постоянном волновом векторе. Для аппроксимации однофононной части S(Q, w) использова­лась функция затухающего гармонического осциллятора с учетом инструментальноrо разрешения. Показано, что экспериментальные S(Q, w) находятся в хорошем coгласии с подгоночной моделью, т.е. имеют простую однокомпонентную структуру. Представленные результаты показывают особен­ность в температурной зависимости S(Q, w) жидкоrо гелия при передачах волнового вектора 0,5-0,8 Å⁻¹. Обсуждаются различные nричины появления такой особенности.

Проведено новий аналіз одержаних раніше експериментальних даних з розсіяння нейтронів на рідкому ⁴Не. Експерименти виконано на час-пролітному спектрометрі ДІН-2ПІ на імпульсному реакторі ІБР-2. Результати проаналізовано з використанням послідовної процедури обробки даних, що містить у собі переведення динамічного структурного фактора S(Q, w) у зображення при по­стійному хвильовому векторі. Для апроксимації однофононної частини S(Q, w) використовувалась функція загасаючоrо гармонічного осцилятора з урахуванням інструментального розділення. Пока­зано, що експериментальні S(Q, w) знаходяться у добрій згоді з підгонковою моделлю, тобто мають просту однокомпонентну структуру. Одержані результати показують особливість в температурній залежності S(Q, w) рідкого гелію при передачах хвильового вектора 0,5-0,8 Å⁻¹. Обговорюються різні причини з'явлення цієї особливості.

A new analysis of neutron scattering data obtained earlier for liquid ⁴Не is presented. The experiments were made on the time-of- flight spectrometer DIN-2PI in the pulsed reactor IBR-2. The results are analyzed by using a consistent data processing technique including the representation of the dynamic structural factor S(Q,ω) with a constant wave vector Q. The one-phonon component of S(Q,ω) is approximated by using the damped harmonic oscillator function taking into account the instrumental resolution. It is shown that the experimental values of S(Q,ω) are in good agreement with the fitting model, i.e., have a simple one-component structure. The presented results indicate a peculiarity in the temperature dependence of S(Q,ω) for liquid helium in the wave vector region 0.5–0.8 Å−1. Various explanations of such a peculiarity are discussed.