Об электрических полях, порождаемых квантованными вихрями

Abstract

Показано, что в магнитном поле квантованные вихри в сверхтекучей жидкости приобретают реальный квантованный электрический заряд, сосредоточенный в сердцевине вихря. Этот заряд компенсируется поверхностным зарядом противоположного знака, расположенным на макроскопическом расстоянии от оси вихря. Установлено, что поляризация, связанная с полем скоростей вихря, не вызывает появления электрического поля вне бесконечного цилиндра. Наблюдение создаваемого вихрями электрического поля возможно только вблизи торцевых поверхностей цилиндра, которые для предотвращения вытекания сверхтекучей жидкости должны быть закрыты диэлектрическими крышками. Исследовано влияние свойств крышки на потенциал, создаваемый вихрем. Рассчитан потенциал, создаваемый вихрями на точечном и кольцеобразном электродах.

Показано, що в магнітному полі квантовані вихорі в надплинній рідині набувають реального квантованого електричного заряду, який зосереджений у серцевині вихора. Цей заряд компенсується поверхневим зарядом протилежного знаку, що розташований на макроскопічній відстані від осі вихора. Встановлено, що поляризація, яка пов’язана з полем швидкостей вихора, не викликає появи електричного поля ззовні нескінченного циліндра. Спостереження створюваного вихорами електричного поля можливе лише поблизу торцевих поверхонь циліндра, які для запобігання витікання надплинної рідини повинні бути закриті діелектричними кришками. Досліджено вплив властивостей кришки на потенціал, що створюється вихором. Розраховано потенціал, що створюється вихорами на точковому та кільцеподібному електродах.

It is shown that in a magnetic field the quantized vortices in a superfluid acquire a real quantized electric charge concentrated in the vortex core. This charge is compensated by an opposite surface charge located at a macroscopic distance from the vortex axis. It is found that the polarization caused by the vortex velocity field does not give rise to electric fields outside an infinite cylinder. The vortex-created electric fields can be observed only near the cylinder end surfaces which must be closed with dielectric covers to prevent superfluid leaking. The influence of cover properties on the vortex-created potential is studied. The potentials created by vortices on point and ring electrodes are calculated.