Generation of Quantum Vortices by Waves on the Surface of Superfluid Helium

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The formation of quantum vortices by two mutually perpendicular waves excited on the surface of superfluid helium has been observed. The interaction of negative charges injected under the surface of He-II with the vortex flow of the liquid, which is formed by surface waves at frequencies from 20 to 49.9 Hz, in the temperature range of 1.5–2.17 K has been studied experimentally by analyzing the current distribution detected by vertically oriented segments of a receiving collector. The efficient capture of injected charges by quantum vortices has been observed at a temperature of T = 1.5 K, which leads to a significant redistribution of currents between segments of the receiving collector. Charges leave traps on quantum vortices at temperatures near T = 1.7 K. With a further increase in the temperature, injected charges are scattered on vortex flows of the normal component, which are generated by surface waves.

About the authors

M. R. Sultanova

Osipyan Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences;Landau Institute for Theoretical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: mabinkaiftt@issp.ac.ru
142432, Chernogolovka, Moscow region, Russia;142432, Chernogolovka, Moscow region, Russia

I. A. Remizov

Osipyan Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences;Landau Institute for Theoretical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: mabinkaiftt@issp.ac.ru
142432, Chernogolovka, Moscow region, Russia;142432, Chernogolovka, Moscow region, Russia

L. P. Mezhov-deglin

Osipyan Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences

Email: mabinkaiftt@issp.ac.ru
142432, Chernogolovka, Moscow region, Russia

A. A. Levchenko

Osipyan Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences;Landau Institute for Theoretical Physics, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: mabinkaiftt@issp.ac.ru
142432, Chernogolovka, Moscow region, Russia;142432, Chernogolovka, Moscow region, Russia

References

  1. W. F. Vinen, Proceedings of the Royal Society A 260, 218 (1961).
  2. W. F. Vinen and R. J. Donnelly, Phys. Today 60(4), 43 (2007).
  3. P. M. Walmsley, A. A. Levchenko, and A. I. Golov, J. Low Temp. Phys. 145, 143 (2006).
  4. S. K. Nemirovskii, Phys. Rev. B 102, 064511 (2020).
  5. P. M. Walmsley, A. I. Golov, H. E. Hall, A. A. Levchenko, and W. F. Vinenet, Phys. Rev. Lett. 99, 265302 (2007).
  6. W. F. Vinen, J. Low Temp. Phys. 145, 7 (2006).
  7. P. Moroshkin, P. Leiderer, K. Kono, S. Inui, and M. Tsubota, Phys. Rev. Lett. 122, 174502 (2019).
  8. S. V. Filatov, V. M. Parfenyev, S. S. Vergeles, M. Yu. Brazhnikov, A. A. Levchenko, and V. V. Lebedevand, Phys. Rev. Lett. 116, 054501 (2016).
  9. I. A. Remizov, M. R. Sultanova, A. A. Levchenko, and L. P. Mezhov-Deglin, Fizika Nizkikh Temperatur 47, 409 (2021)
  10. Low Temperature Physics 47, 378 (2021).
  11. R. J. Donnelly, Quantized vortices in Helium II, Cambridge University Press, Cambridge (1991), v. 233, p. 690.
  12. R. J. Donnelly, Phys. Rev. Lett. 14, 39 (1965).
  13. R. L. Douglass, Phys. Rev. Lett. 13, 791, (1964).
  14. D. Mateo, J. Eloranta, and G. A. Williams, J. Chem. Phys. 142, 064510 (2015).
  15. J. W. P. Pratt and J. W. Zimmermann, Phys. Rev. 177, 412 (1969).
  16. P. M. Walmsley, A. A. Levchenko, S. E. May, and A. I. Golov, J. Low Temp. Phys. 146, 511 (2007).
  17. R. Donnelly and C. F.Barenghi, J. Phys. Chem. Ref. Data 27(6), 1217 (1998).
  18. S. V. Filatov and A. A. Levchenko, Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques 14, 751 (2020).
  19. S. V. Filatov, A. V. Poplevin, A. A. Levchenko, and V. M. Parfenyev, Physica D: Nonlinear Phenomena 434, 133218 (2022).
  20. L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Fluid Mechanics, Pergamon press, N.Y. (1989), v. 6.
  21. V. M. Parfenyev and S. S. Vergeles, Phys. Rev. Fluids 5, 094702 (2020).
  22. V. B. Shikin and Yu. P. Monarkha, Two-dimensional electron system in helium, Nauka, Fizmatlit, Moscow (1989).
  23. V. P.Ruban, JETP 133, 779 (2020).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».