06/C306

Comportamiento de la disipación de energía en fases superfluídas.
Behavior of Energy Dissipation in Superfluid phases.

Director: LUZURIAGA, Javier
Correo Electrónico: luzuriag@cab.cnea.gov.ar

Integrantes: NIEVA, Gladys Leonor; TROCHINE, Sergio; BURMEISTER, Gerardo; FUENTES, Rodolfo; CALFIN, Eduardo; BASTERRECHEA, Ana Emilia.

Resumen Técnico: En el presente proyecto, se propone investigar el origen y la fenomenología de la disipación de energía en dos sistemas diferentes: a) en una esfera que oscila en helio superfluído, y b) en un material superconductor recientemente descubierto, el  Fe Se sometido a campos magnéticos cruzados. Los fenómenos de Superconductividad y Superfluidez tienen muchas características comunes, aparte de sus obvias diferencias. Ambos son manifestaciones cuánticas de fases termodinámicas que aparecen en la materia condensada a baja temperatura, y pueden dar lugar a efectos cuánticos en tamaños macroscópicos [1]. En ambos sistemas se puede dar flujo (de corriente eléctrica o de masa) sin disipación de energía, aunque en determinadas circunstancias aparece esta disipación. Para el punto a) se realizarán mediciones en un crióstato de helio-4, midiendo la frecuencia de resonancia y la amplitud de oscilación de un esfera que oscila dentro del líquido, para determinar el cambio de régimen disipativo que se produce cuando se pasa de flujo laminar a flujo turbulento, lo cual sucede al ir aumentando la amplitud de oscilación de la esfera. El énfasis estará dado en medir el cambio de régimen a diferentes temperaturas, dentro de la región superfluída, donde la proporción de líquido en estado normal y en estado superfluído cambia notoriamente. Se espera caracterizar con precisión la velocidad crítica y el aumento de masa hidrodinámica que han sido observados en experimentos anteriores. Para el punto b) se medirá la magnetización producida por las corrientes críticas de apantallamiento, en muestras monocristalinas de FeSe. Las mediciones se realizarán en un magnetómetro SQUID que tiene la posibilidad de girar la muestra sobre un eje perpendicular al campo magnético aplicado, y de medir simultáneamente magnetización perpendicular y paralela al campo. Se espera caracterizar a anisotropía de las corrientes críticas y el efecto de campos cruzados en la corriente crítica de las muestras.

Summary: In the present project, we propose to investigate the origin and phenomenology of energy dissipation in two different systems: a) a sphere oscillating in liquid helium, and b) in a recently discovered superconducting material FeSe, in a crossed field configuration of magnetic field. Superconductivity and superfluidity are phenomena which share many characteristics, in spite of their obvious differences. They are both instances of thermodynamic phases with quantum characteristics which appear in Condensed Matter at low temperatures, and can give rise to quantum effects at macroscopic scales.  In both systems it is possible to have frictionless flow (of electric current or mass respectively) although for high enough velocities energy dissipation can develop. Regarding point a) we will measure the resonance frequency and amplitude of oscillation of a sphere submerged in superfluid helium-4 to determine the change in the dissipative regime, when liquid flow around the sphere changes from laminar to turbulent as the amplitude of oscillation is increased. The emphasis will be in determining the change of regime at different temperatures inside the superfluid region where the proportion of normal and superfluid components has important changes.   We hope to characterize with precision the critical velocity and the change in hydrodynamic mass which have been observed in previous experiments in our laboratory. Regarding point b) we will measure magnetization produced by the screening critical current in single crystal samples of FeSe. Measurements will be performed in a SQUID magnetometer which allows the possibility of rotating the sample in an axis perpendicular to the applied magnetic field, and of measuring simultaneously the magnetization perpendicular and parallel to the field. We expect to be able to characterize the anisotropy of the dissipative critical currents and the effect of crossed field configurations in the critical current of the samples.