Физика Низких Температур: Том 48, Выпуск 2 (Февраль 2022), c. 133-136    ( к оглавлению , назад )

Second sound resonances in superfluid 3He–4He mixtures

T. G. Vikhtinskaya, N. O. Herashchenko, and K. E. Nemchenko

V. N. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv 61022, Ukraine
E-mail: n.gerashchenko@karazin.ua

Received July 20, 2021, published online December 24, 2021

Abstract

The resonances occurring during oscillations of quartz tuning forks in superfluid helium and its mixtures are studied. Quartz tuning forks are used to study various properties of helium, and also as a precision temperature sensor. Experimental observations of resonance phenomena were carried out in a wide range of temperatures and pressures, but the results of observations have not yet been exhaustively described theoretically. In this work we consider the pressure, entropy, and velocities oscillations in order to determine the conditions under which oscillations of a solid wall excite the first and second sound in superfluid helium and sound in supercritical helium, and to calculate the contributions of these processes to the formation of resonances during oscillations of closed tuning forks. In particular, the experimentally observed excitation of standing waves of pressure and entropy oscillations by an oscillating closed tuning fork, the appearance and properties of resonances depending on the temperature and pressure of helium are considered.

Анотація

Досліджено резонанси, що виникають під час коливань кварцових камертонів у надплинному гелії та його розчинах. Кварцові камертони використовуються для вивчення різних властивостей гелію, а також як точний датчик температури. Експериментальні спостереження за резонансними явищами проводилися в широкому діапазоні температур і тисків, але результати спостережень ще не були вичерпно описані теоретично. Розглянуто коливання тиску, ентропії та швидкості, щоб визначити умови, за яких коливання твердої стінки збуджують перший і другий звуки у надплинному гелії та звук у надкритичному гелії, а також обчислити внесок цих процесів в утворення резонансів під час коливань закритих камертонів. Зокрема, розглянуто збудження стоячих хвиль тиску та коливань ентропії закритим камертоном, появу та властивості резонансів залежно від температури та тиску гелію.

Key words: tuning fork, first sound, second sound, resonances, superfluid 3He–4He mixtures.