Релаксационные и диссипативные процессы в фонон-примесонной системе концентрированных сверхтекучих растворов ³Не в ⁴Не

Abstract

В интервале температур 70–500 мК исследована эффективная теплопроводность сверхтекучих растворов ³Не в ⁴Не с исходной концентрацией 9,8 % ³Не. Полученные результаты вместе с имевшимися ранее экспериментальными данными о теплопроводности, вязкости, массовой и спиновой диффузии проанализированы в рамках кинетической теории фонон-примесонной системы растворов. Показано, что экспериментальные результаты по всем кинетическим коэффициентам могут быть адекватно описаны с единых позиций, если в качестве подгоночных параметров использовать соответствующие времена примесон-примесонного рассеяния. В сложной иерархии релаксационных времен определена роль каждого релаксационного процесса в зависимости от температуры и концентрации. Установлено, что даже в концентрированных растворах существенный вклад в установление равновесия вносят трехфононные процессы. Времена фонон- примесонной релаксации рассчитаны с помощью интегрирования по энергии фононов во всей области, где такие процессы разрешены.

В інтервалі температур 70–500 мК досліджено ефективну теплопровідість надплинних розчин ів ³Не в ⁴Не з вихідною концентрацією 9,8 % ³Не. Отримані результати разом з раніше відомими експериментальними даними з теплопровідності, в’язкості, масової та спінової дифуз ії проаналізовано у рамках кінетичної теорії фонон-домішкової системи розчинів. Показано, що експериментальні результати по всім кінетичним коефіцієнтам можуть бути адекватно описані з єдиних позицій, якщо як підгінні параметри використовувати відповідні часи домішково-домішкового розсіювання. У складній ієрархії релаксаційних часів визначено роль кожного релаксаційного процесу в залежності від температури і концентрації. Встановлено, що навіть у концентрованих розчинах істотний внесок в установлення рівноваги вносять трьохфононн і процеси. Часи фонон-домішкової релаксації розраховано за допомогою інтегровання по енергії фононів в усій області, де такі процеси дозволені.

The effective thermal conductivity coefficient was measured in superfluid mixtures ³Не in ⁴Не with initial molar concentration 9.8% ³Не in the temperature range 70–500 mK. New and earlier experimental data on effective thermal conductivity, shear viscosity, spin diffusion are analyzed within the framework of the phonon–impuriton kinetic theory of superfluid mixtures. It is shown that experimental results for all kinetic coefficients can be adequately described from unified position, if the corresponding impuriton–impuriton relaxation times are used as fitting parameters. In the complex hierarchy, the role of each relaxation processes is estimated as a function of temperature and concentration. It is found that three phonon processes essentially contribute to setting of the equilibrium state. The phonon–impuriton relaxation times are calculated by integrating over the phonon energy in the whole region where such processes are allowed.