Оценка времени испарения сюрфонов с поверхности жидкого гелия из-за рассеяния на риплонах

Abstract

Недавно предложенный новый тип поверхностных возбуждений — атомы на квантовом поверхностном уровне, названные сюрфонами, — позволяет объяснить сильную температурную зависимость коэффициента поверхностного натяжения жидкого гелия. Теоретически исследовано взаимодействие этих возбуждений с квантами поверхностных волн — риплонами. Получена оценка времени жизни сюрфона по основному каналу распада — испарению с поверхности из-за поглощения риплона. Это время жизни сюрфона оказывается значительно больше периода его квантовых колебаний (обратной энергии сюрфона), что подтверждает существование сюрфонов как квазичастиц.

Нещодавно запропонований новий тип поверхневих збуджень — атоми на квантовому поверхневому рівні, названі сюрфонами, — дозволяє пояснити сильну температурну залежність коефіцієнта поверхневого натягу рідкого гелію. Теоретично досліджено взаємодію цих збуджень з квантами поверхневих хвиль — риплонами. Отримано оцінку часу життя сюрфона по основному каналу розпаду — випарюванню з поверхні із-за поглинання риплона. Цей час життя сюрфона виявляється значно більше періоду його квантових коливань (зворотній енергії сюрфона), що підтверджує існування сюрфонів як квазічастинок.

Recently a new type of surface excitations, surfons, was proposed. Phenomenologically, these excitations can be interpreted as atoms on a surface quantum level. They explain the strong temperature dependence of surface tension coefficient of liquid helium. In the present work we study theoretically the interaction of these excitations with ripplons, the quanta of surface waves. We estimate the lifetime of surfons due to the absorption of a ripplon and the subsequent evaporation from the surface. The obtained surfon lifetime considerably exceeds the inverse surfon energy, substantiating the treatment of surfons as quasiparticles.