Обнаружение флуктуационных эффектов вблизи температуры фазового расслоения концентрированных твердых растворов ³Не–⁴Не

Abstract

С помощью прецизионной барометрии обнаружено необычное поведение давления твердых растворов ³Не–⁴Не с концентрацией около 30% ³Не: в области предрасслоения давление возрастает с понижением температуры задолго до начала фазового перехода. Установлено, что такая аномалия связана с корреляционными эффектами в примесонной подсистеме, обусловливающими крупномасштабные флуктуации концентрации примесей, причем флуктуационный вклад в давление намного превышает фононный вклад. Получено количественное согласие между экспериментальными данными и предложенной теорией и показано, что наблюдаемый температурный ход давления в области предрасслоения и в метастабильной области может быть объяснен лишь при корректном учете дальнодействующего характера межпримесного взаимодействия.

За допомогою прецезійної барометрії виявлено незвичайну поведінку тиску твердих розчин ів ³Не–⁴Не з концентрацією біля 30% ³Не: у області передрозшарування тиск зростає при зменшенні температури задовго до початку фазового переходу. Встановлено, що така анамалія пов’язана з кореляційними ефектами у примісонній підсистемі, яка обумовлює великомасштабн і флуктуації концентрації домішок, причому флуктуаційний внесок у тиск набагато перевищу є фононний внесок. Одержано кількісну узгодженість між експериментальними даними і запропонованою теорією і показано, що температурна залежність тиску, яка спостерігається в області передрозшарування та у метастабільній області, може бути пояснена лише при коректному урахуванні дальнодіючого характера міждомішкової взаємодії.

The precision barometry measurements have revealed an unusual behavior of pressure in solid ³He–⁴He solutions of concentration 30% ³He: in the preseparation region the pressure increases with decreasing temperature long before the onset of the phase transition. This anomaly is found to be associated with correlation effects in the impuriton subsystem that cause large-scale fluctuations of the impurity concentration. In this case the fluctuation contribution to the pressure far exceeds the phonon contribution. It is established that the experimental data are in quantitative agreement with the proposed theory. It is shown that the temperature behavior of pressure in the preseparation and metastable regions can be explained only with correct account for the long-range behavior of the interimpurity interaction.