haku: @keyword vuorovaikutukset / yhteensä: 4
viite: 2 / 4
| Tekijä: | Rysti, Juho |
| Työn nimi: | Interactions in Dilute 3He-4He Mixtures |
| Vuorovaikutukset laimeissa 3He-4He seoksissa | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2008 |
| Sivut: | 67 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Teknillisen fysiikan laitos |
| Oppiaine: | Materiaalifysiikka (Tfy-44) |
| Valvoja: | Nieminen, Risto |
| Ohjaaja: | Tuoriniemi, Juha |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark TF80 | Arkisto |
| Avainsanat: | helium mixture superfluid quasiparticle interaction heliumseos supraneste vuorovaikutukset |
| Tiivistelmä (fin): | Helium on ainoa aine, joka pysyy nesteenä aina absoluuttiseen nollalämpötilaan asti. Koska kvantti-ilmiöt tulevat usein esille vasta matalissa lämpötiloissa, on helium myös ainut luonnossa havaittu kvanttineste. Tällä alkuaineella on kaksi pysyvää isotooppia, 3He ja 4He. Näistä 3He on fermioni ja 4He bosoni. Tutkimalla näitä kahta isotooppia, voimme siis havaita eroja niiden noudattamissa kvanttijakaumissa. Kenties erikoisin molempien puhtaiden isotooppien ominaisuus on niiden muuttuminen supranesteiksi tarpeeksi matalissa lämpötiloissa. Supratilassa nesteellä ei ole lainkaan virtausvastusta. Uusi mielenkiintoinen fysikaalinen kokonaisuus saadaan, kun heliumin kahta isotooppia sekoitetaan keskenään. On ennustettu, että tarpeeksi matalassa lämpötilassa molemmat isotoopit muodostavat erilliset supranesteet seoksessa. Heliumseoksia on jäähdytetty alle 100 pK:n lämpötiloihin, eikä odotettua supranestefaasia ole havaittu. Supranestetilan olemassaolo seoksessa riippuu 3He atomien välisistä vuorovaikutuksista, sillä 4He on matalissa lämpötiloissa jo supranesteenä. Tämä 3He atomien välinen vuorovaikutuspotentiaali vaikuttaa myös muihin seoksien havaittaviin ominaisuuksiin. Mittaamalla seosten ominaisuuksia, voimme siis tutkia 3He atomien välisiä vuorovaikutuksia. Tässä diplomityössä arvioidaan 3He atomien välisiä vuorovaikutuksia seoksessa käyttämällä aikaisemmin hankittuja liukoisuuden ja osmoottisen paineen mittaustuloksia. Helium-3:n kemiallinen potentiaali seoksessa määrää lähes kaikki tämän kokonaisuuden ominaisuudet. Mitatut suureet lasketaan vuorovaikutuspotentiaalin avulla selvittämällä aluksi kemiallisen potentiaalin ja vuorovaikutuspotentiaalin välinen yhteys. Potentiaalille valitaan sopiva matemaattinen muoto, ja tuntemattomat parametrit sovitetaan mittaustuloksiin pienimmän neliösumman menetelmällä. Tämä fenomenologinen lähestymistapa mahdollistaa vuorovaikutusten ominaisuuksien arvioinnin. Näin saadulla potentiaalilla voidaan tämän jälkeen laskea muita mielenkiintoisia suureita, kuten lämpötila, jossa odotettu supranestetila saavutetaan. |
| Tiivistelmä (eng): | Helium is the only substance, which remains liquid down to the absolute zero temperature. Since quantum effects usually appear only at low temperatures, helium is also the only quantum liquid observed in nature. This element has two stable isotopes, 3He and 4He. Interestingly, 3He is a fermion and 4He is a boson. Thus, by studying these two isotopes, we can learn about the difference in the quantum statistics they obey. Perhaps the most unique property of both pure helium liquids is the transition into superfluid at low enough temperatures. In this state, the fluid has no viscosity. A new interesting physical system is obtained when the two isotopes are mixed. It is predicted that at low enough temperatures, both isotopes would form separate superfluids in the solution. Helium mixtures have been cooled to temperatures below 100 µK without detecting this anticipated superfluid phase. The superfluid transition in mixtures is governed by the interactions between the 3He atoms, since 4He is already in the superfluid state. The interaction potential affects other observable quantities, as well. Thus, measured properties of helium mixtures can be used to study the interactions between 3He atoms. In this thesis, previously measured solubility and osmotic pressure data of mixtures are used to estimate the erective interaction potential between 3He atoms in the solution. The chemical potential of 3He in the mixture pinpoints almost all properties of the system. The measured quantities are calculated from the interaction potential by first determining the chemical potential of 3He in terms of the interaction potential. A functional form for the potential is chosen and the unknown parameters are determined by a least square fitting procedure. This phenomenological approach allows us to estimate the characteristics of the interaction. The obtained potential can then be used to calculate other quantities of interest, for example, the temperature of the predicted superfluid transition. |
| ED: | 2009-02-20 |
INSSI tietueen numero: 36785
+ lisää koriin
INSSI