$^4$He纳米孔介质中的4D-XY超流相变与耗散
摘要：Gelsil玻璃中的纳米多孔$^4$He是一种独特的强关联玻色系统，通过控制压力可以发生量子相变（QPT）。先前的研究发现，在超流密度的零温极限下， QPT 发生时存在四维（4D）XY临界性。然而，$P-T$相图还表明，在有限温度下也存在4D XY特性。本文利用新发展的机械谐振器技术，确定了两个Gelsil样品中纳米孔直径约为3 nm的$^4$He的超流密度的临界指数。在整个实验范围内实现的所有压力（0.1 $<$ $P$ $<$ 2.4 MPa）中，功率律拟合$ ho\_{mathrm s} propto left| 1 - T/T\_{mathrm c} ight| ^{zeta}$的临界指数 $zeta$ 的值为1.0 $pm$ 0.1。这个$zeta$值为有限温度超流转变属于4D XY普适类提供了决定性证据。4D XY临界性的出现可以通过存在诸多纳米尺度的超流液滴（即所谓的局域玻 - 爱因斯坦凝聚体（LBECs））来解释，超过$T\_{mathrm c}$。由于$^4$He原子在LBECs之间移动的能量代价较大，LBECs阶参数的相位不仅在空间（3D）上波动，而且在想象时间（$+1$D）上波动，由此导致4D XY临界性，其温度接近$T\_{mathrm c}$，由想象时间维度中的系统有限大小决定。在$T\_{mathrm c}$以下，在Gelsil的纳米孔中，由于LBEC阶参数的相位匹配，宏观超流性增长。在$T\_{mathrm c}$以下观察到的超过程峰值可以通过这个相位匹配过程很好地解释。
作者：Tomoyuki Tani, Yusuke Nago, Satoshi Murakawa, and Keiya Shirahama
论文ID：2107.07398
分类：Other Condensed Matter
分类简称：cond-mat.other
提交时间：2022-01-05