Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование вырожденных бозе и ферми газов на поверхности сверхтекучего гелия (КВАНТ)

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.434.11.7106

Проведение поисковых исследований и получение новых знаний с использованием возможностей международной кооперации

Этапы проекта

1
07.11.2005 - 08.12.2005
В ходе выполнения работы получены следующие результаты:
Выполнен анализ полученных ранее данных экспериментов по тепловому сжатию двумерного атомарного водорода. Получены убедительные экспериментальные свидетельства двумерного течения газа поляризованных по электронному и ядерному спинам атомов водорода (2D HЇ), адсорбированных на поверхности жидкого гелия. По результатам экспериментов по тепловому сжатию оценены характерные времена релаксации продольного импульса между двумерными подсистемами атомов H и 3He (tH3), а также между риплонами и подложкой (tR). Значение tH3 ~ 4310 8 с согласуется с вычисленным исходя из величины Ũ параметра среднего поля для взаимодействия атомов H с основным поверхностным состоянием 3He. В то же время значение tR оказывается более чем на порядок короче, чем в экспериментах Манца и др., что может объясняться зависимостью скорости релаксации импульса риплонов от масштаба шероховатости подложки.
Полученные результаты представляют интерес с точки зрения получения новых знаний в области физики конденсированного состояния и физики поверхности, расширение существующих представлений о поведении низкоразмерных квантовых систем. Двумерный спин-поляризованный атомарный водород может в перспективе представлять интерес с точки зрения развития квантовых вычислений, когда элементарным носителем информации оказывается электронный спин отдельного атома.
Развернуть
2
01.01.2006 - 30.06.2006
• Выполнен ряд технических мероприятий по устранению паразитных теплопритоков к низкотемпературным частям криогенной установки на базе рефрижератора растворения 3He в 4He, оптимизации состава рабочей смеси, и подавлению электрических наводок. Это позволило получить температуру около 40 мК, согласно имеющимся оценкам достаточную для наблюдения и экспериментального изучения распространения звука в андреевских состояниях 3He на поверхности жидкого 4He (КП п. 2.1).
В замен вышедшей из строя изготовлена ячейка термометра плавления 3He для первичного измерения температуры камеры растворения рефрижератора в области ниже 350 мК с точностью не хуже 1 мК (ТЗ п. 4.2).
• Изготовлена и испытана рабочая камера с резонатором для регистрации звука в двумерном 3He. Конструкция обеспечивает возбуждение интенсивных колебаний температуры миниатюрного пленочного нагревателя в диапазоне частот до 20 кГц (ТЗ п. 4.1) без существенного перегрева всего резонатора.
Для измерения концентрации двумерного 3He с точностью не хуже 1.5% одного атомного слоя (ТЗ п. 4.5) в рабочей камере вертикально размещен плоский конденсатор, изготовленный из двух стеклянных пластин высотой 30 и шириной 10 мм с зазором 20 мкм с золотым напылением на внутренних сторонах.
Модернизирована система напуска рабочей смеси в измерительную камеру для обеспечения точности смешения 3He c 4He не хуже 10–7 (КП п.п. 2.2 и 2.3).
• Оценены скорости передачи энергии и импульса между риплонами и двумерным водородом в случае квантового вырождения последнего за счет неупругого рассеяния фонона с рождением или поглощением риплона: PH ? PH? + R. Плотность потока импульса оказывается в основном пропорциональной TR10/3TH2, где TR и TH – температуры риплонов и водорода соответственно. (ТЗ п. 4.9, КП п. 2.5).
Развернуть
3
01.07.2006 - 31.10.2006
• Предложена схема эксперимента по проверке теории рассеяния риплонов. Выполнен анализ влияния различных типов шероховатости подложки на рассеяние риплонов на поверхности насыщенных пленок гелия при T  0.2 К. Вычислена соответствующая скорость диссипации импульса риплонов.
• Выполнены первые эксперименты по наблюдению звука в двумерном 3He на поверхности жидкого гелия, проводится анализ полученных данных.
• Проведен повторный анализ экспериментов по магнитному сжатию двумерного атомарного водорода с учетом современных данных о величине энергии связи Ea = 1.14(1) К атомов водорода с поверхностью 4He и константы Kab двухчастичной обменной рекомбинации адсорбированных атомов H. Предложен новый механизм охлаждения области сжатия – за счет течения атомов H по поверхности гелия с последующим испарением и вылетом из магнитной ловушки. Имеющиеся данные подтверждают достижение высокой фазовой плотности и согласуются с представлениями о квазиконденсации, однако прямых свидетельств этого явления не обнаруживают.
• Вычислены скорости передачи энергии и импульса между риплонами и двумерным водородом в случае квантового вырождения последнего за счет неупругого рассеяния фонона с рождением или поглощением риплона. Плотность потока импульса оказывается в основном пропорциональной TR10/3TH2, где TR и TH – температуры риплонов и водорода соответственно.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.2 Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера
Продолжительность работ
2010 - 2011, 13 мес.
Бюджетные средства
0,45 млн
Организация
РУДН
профинансировано
Продолжительность работ
2009 - 2011, 24 мес.
Бюджетные средства
1,5 млн
Организация
ИФМ РАН
профинансировано
Тема
Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера по приоритетным направлениям развития науки и техники в рамках подписанных межправительственных соглашений Российской Федерации по научно-техническому сотрудничеству с зарубежными странами
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
87,79 млн
Количество заявок
217
Тема
Развитие новых методов исследования материалов, в том числе наноструктурированных, с использованием пучков гамма-квантов и заряженных частиц низких и средних энергий.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка нового поколения наноструктурированных материалов для упрочнения и восстановления поверхности с участием научных организаций Сербии.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 16 мес.
Бюджетные средства
4 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка высокоразрешающего спектрально-селективного метода структурной диагностики биоорганических наносистем на поверхности жидкости.
Продолжительность работ
2012 - 2013, 17 мес.
Бюджетные средства
17 млн
Количество заявок
1
Тема
Создание метрологического комплекса для измерений характеристик текстуры большепольной поверхности на основе мультисенсорной зондовой микроскопии и динамической меры перемещения нанометрового диапазона.
Продолжительность работ
2011, 7 мес.
Бюджетные средства
13 млн
Количество заявок
1