Движение активной броуновской частицы в сверхтекучем гелии

В отличие от броуновской частицы в классической жидкости движение такой частицы в сверхтекучем гелии существенно зависит от наличия квантовых вихрей. Известно, что когерентное вращение сверхтекучей компоненты вокруг кора вихря приводит к эффективному захвату примесных частиц вихрями. В этом случае частица либо движется исключительно вдоль кора вихря, либо, если возмущения жидкости достаточно велики, только часть времени проводит в свободном движении между захватами в вихри.

Ситуация качественно изменяется если частица в сверхтекучем гелии оказывается активной, т.е. способной поглощать энергию извне. При достаточно интенсивном тепловыделении частицы у её поверхности формируется противоток нормальной (вязкой) и сверхтекучей компонент, в котором формируются вихри, плотность которых определяется взаимной скоростью нормальной и сверхтекучей компонент, т.е. интенсивностью тепловыделения. Такая частица способна взаимодействовать уже и со сверхтекучей компонентой. Данная работа посвящена исследованию движения активных броуновских частиц в трёхмерном пространстве. В качестве активных частиц были использованы сверхпроводящие частицы с характерным размером 40 мкм, левитирующие в поле магнитной ловушки и облучаемые интенсивным лазерным излучением (~ Вт/см2 ).