Аннотация:
Дан обзор современных теоретических представлений о квантовой диффузии примесных частиц и точечных дефектов в кристаллах твердого гелия. Приведены результаты экспериментальных работ по диффузии изотопических примесей и ионов в твердом гелии, в которых квантовая диффузия была фактически обнаружена. Обсуждается энергетический спектр квантового кристалла при наличии примесей или точечных дефектов. Благодаря специфической динамике примесных частиц существуют возбуждения кристалла, которые ведут себя как одно- или двухмерные квазичастицы в объеме трехмерного кристалла. Экспериментальные данные по ядерному магнитному резонансу в твердых растворах изотопов гелия подтверждают факт существования двухмерных квазичастиц. Выяснены особенности поведения дислокаций в квантовых кристаллах. Обсуждаются эксперименты, в которых эти особенности должны проявляться. Иллюстраций 13, библиографических ссылок 39.
Эта публикация цитируется в следующих 107 статьяx:
N. A. Vinnikov, A. V. Dolbin, R. M. Basnukaeva, L. M. Buravtseva, E. M. Grytsyuk, “Quantum effects in the kinetics of thermal expansion of C60 fullerite doped with 4He”, Low Temperature Physics, 51:3 (2025), 332
V. Hizhnyakov, “Enhancement of long-wave vibronic interaction and quantum diffusion in liquids”, J. Phys.: Conf. Ser., 2769:1 (2024), 012016
Kyung-Su Kim, Ilya Esterlis, Chaitanya Murthy, Steven A. Kivelson, “Dynamical defects in a two-dimensional Wigner crystal: Self-doping and kinetic magnetism”, Phys. Rev. B, 109:23 (2024)
Ibrahim Muddasser, Anh H. M. Nguyen, Aaron I. Strom, Aaron M. Hardee, Bryan G. Pluid, David T. Anderson, “Infrared Spectroscopic Studies of Oxygen Atom Quantum Diffusion in Solid Parahydrogen”, J. Phys. Chem. A, 127:12 (2023), 2751
K. A. Chishko, “Low-temperature anomalies in solid 4He (Review article)”, Low Temperature Physics, 49:8 (2023), 895
N. O. Herashchenko, E. K. Nemchenko, K. E. Nemchenko, T. G. Vikhtinskaya, “Kinetic properties of solid 3He–4He mixtures in the model of freely moving impuritons”, Low Temperature Physics, 48:8 (2022), 583
K. A. Chishko, “Helium II phase: superfluid, supersolid, liquid crystal or spin ice?”, Molecular Physics, 120:14 (2022)
Fredrick M. Mutunga, Kelly M. Olenyik, Aaron I. Strom, David T. Anderson, “Hydrogen atom quantum diffusion in solid parahydrogen: The H + N2O → cis-HNNO → trans-HNNO reaction”, The Journal of Chemical Physics, 154:1 (2021)
Vyacheslav I. Yukalov, “Saga of Superfluid Solids”, Physics, 2:1 (2020), 49
John Beamish, Sébastien Balibar, “Mechanical behavior of solid helium: Elasticity, plasticity, and defects”, Rev. Mod. Phys., 92:4 (2020)
H. Gao, W. Miao, Z. Wang, W. Zhang, Y. Ren, K. M. Zhou, J. Q. Zhong, S. C. Shi, “Ti Hot Electron Bolometers with Johnson Noise Readout for Terahertz Radiation Detection”, J Low Temp Phys, 199:1-2 (2020), 12
A. Leont'eva, A. Prokhorov, V. Romanusha, V. Efimov, “Quantum effects in cryocrystals in a wide temperature range”, Low Temperature Physics, 45:3 (2019), 260
Victor A. Lykah, Eugen S. Syrkin, Grain Boundary Effects [Working Title], 2019
A. I. Strom, K. L. Fillmore, D. T. Anderson, “Hydrogen atom catalyzed ortho-to-para conversion in solid molecular hydrogen”, Low Temperature Physics, 45:6 (2019), 676
T. Tsuiki, D. Takahashi, S. Murakawa, Y. Okuda, K. Kono, K. Shirahama, “Reply to “Comment on 'Effect of rotation on the elastic moduli of solid
He4
' ””, Phys. Rev. B, 99:6 (2019)
Brendan Moore, Pavle Djuricanin, Takamasa Momose, “Diffusion of Water Molecules in Quantum Crystals”, J. Phys. Chem. Lett., 9:22 (2018), 6475
Boris Petukhov, “Quantum mechanical tunnel nucleation of kink-solitons in a random potential”, J. Stat. Mech., 2018:9 (2018), 093104
V. A. Maidanov, E. Ya. Rudavskii, S. S. Sokolov, “Kinetic processes in solid helium involving impurities and vacancies (Review)”, Low Temperature Physics, 43:1 (2017), 67
V. D. Natsik, S. N. Smirnov, “Tunneling-thermally activated vacancy diffusion mechanism in quantum crystals”, Low Temperature Physics, 43:10 (2017), 1163
L. A. Alekseeva, I. Dobryden, “Unusual changes in the shape of solid parahydrogen with higher than natural isotope content”, Low Temperature Physics, 42:6 (2016), 484