Поглощение энергии электромагнитного поля сверхтекучей системой атомов с дипольным моментом

Abstract

На основе модифицированного уравнения Гросса–Питаевского, учитывающего релаксацию и взаимодействие с переменным электрическим полем, рассмотрено поглощение энергии электромагнитного поля сверхтекучей системой в предположении, что атомы имеют собственный дипольный момент. Показано, что поглощение может иметь резонансный характер, только если кривые дисперсии электромагнитной волны и возбуждений сверхтекучей системы пересекаются. Отмечается, что такая ситуация возможна, если в сверхтекучей системе имеется ветвь возбуждений с энергетической щелью при малых импульсах. Эксперименты по поглощению СВЧ излучения в сверхтекучем гелии интерпретируются как свидетельство существования таких щелевых возбуждений. Обсуждается на качественном уровне возможная модификация спектра возбуждений сверхтекучего гелия при наличии ветви возбуждений с энергетической щелью.

На основі модифікованого рівняння Гросса–Пітаєвського, що враховує релаксацію і взаємодію зі змінним електричним полем, розглянуто поглинання енергії електромагнітного поля надплинною системою в припущенні, що атоми мають власний дипольний момент. Показано, що поглинання може мати резонансний характер, тільки якщо криві дисперсії електромагнітної хвилі і збуджень надплинної системи перетинаються. Відзначається, що така ситуація можлива, якщо у надплинній системі є гілка збуджень з енергетичною щілиною при малих імпульсах. Експерименти по поглинанню НВЧ випромінювання у надплинному гелії інтерпретуються як свідчення існування таких щілинних збуджень. Обговорюється на якісному рівні можлива модифікація спектра збуджень надплинного гелію при наявності гілки збуджень з енергетичною щілиною.

The modified Gross–Pitaevskii equation which takes into account relaxation and interaction with alternating electromagnetic field is used to consider the absorption of electromagnetic field energy by a superfluid system on the assumption that the atoms has intrinsic dipole moment. It is shown that the absorption may be of a resonant behavior only if the dispersion curves of the electromagnetic wave and the excitations of the superfluid system intersect. It is remarkable that such a situation is possible if the superfluid system has a branch of excitations with the energy gap at low momenta. The experiments on absorption of microwaves in superfluid helium are interpreted as evidence of existence of such gap excitations. A possible modification of the excitation spectrum of superfluid helium in the presence of excitation branch with energy gap is discussed qualitatively.