Основные результаты научной деятельности

1. Физика сверхтекучести

• Обнаружение новой коллективной моды в НеII в узких каналах в условиях частичного торможения нормальной компоненты.
• Восстановление энергетического спектра сверхтекучих растворов ³Не - ⁴Не из систематических измерений плотности нормальной компоненты и обнаружение новой особенности - точки окончания фермиевской ветви спектра.
• Предложение и реализация метода изучения диаграмм состояния жидких растворов ³Не в ⁴Не с помощью ЯМР.
• Идентификация основных диссипативных процессов в сверхтекучих растворах ³Не в ⁴Не в волнах первого, второго и четвертого звуков.
• Обнаружение процесса - рождения ротонов фононами и установление его роли в кинетических процессах в сверхтекучем гелии.
• Пионерские исследования кинетики фонон-примесной системы сверхтекучих растворов и обнаружение нового двухэтапного релаксационного процесса.
• Обнаружение новых особенностей сверхтекучего переноса НеII по пленке в переменном электрическом поле.
• Установление аномальной дисперсии фононного спектра сверхтекучих растворов ³Не - ⁴Не и ее связи с кинетическими процессами.
• Наблюдение метастабильной долгоживущей сверхтекучей жидкости и выяснение механизмов зародышеобразования при расслоении сверхтекучих растворов.
• Обнаружение аномалии переноса по сверхтекучей гелиевой пленке на поверхности твердого водорода.
• Обнаружение взаимной трансформации первого и второго звуков на границе твердого и сверхтекучего гелия.
• Обнаружение конвективной неустойчивости в расслоившихся сверхтекучих растворах ³Не – ⁴Не при нагреве снизу.
• Идентификация механизмов релаксации температуры и концентрации в сверхтекучих растворах ³Не – ⁴Не при температурах ниже 0,5 К.
• Обнаружение механоэлектрического эффекта в сверхтекучем гелии (появления электрического отклика) при наличии градиента температур.
• Наблюдение образования турбулентных потоков и идентификация диссипативных процессов в сверхтекучих растворах изотопов гелия.
• Обнаружение резонансного возбуждения ротонов СВЧ электромагнитной волной в сверхтекучем гелии.
• Наблюдение эволюции коллективных мод в сверхтекучем гелии, заполняющем высокопористый аэрогель.
• Идентификация релаксационных процессов в фонон-фононной системе Не II .
• Наблюдение конденсации примесей 3Не на квантованных вихрях в сверхтекучих слабых растворах 3Не в 4Не.
• Обнаружение промежуточного режима течения в процессе формирования сверхтекучей турбулентности, обусловленного образованием клубка квантованных вихрей большой плотности.
• Наблюдение возбуждения волн первого и второго звука колеблющимся телом, погруженным в сверхтекучие растворы.

 2. Физика квантовых кристаллов

• Открытие явления квантовой диффузии примесей ³Не в твердых растворах ³Не в ⁴Не.
• Обнаружение большого различия коэффициентов диффузии ³Не в сосуществующих ОЦК и ГПУ фазах твердого гелия.
• Установление существенной роли дислокаций в теплопроводности твердого ⁴Не и растворов ³Не - ⁴Не.
• Обнаружение эффекта самолокализации примесонов в ГПУ кристаллах гелия при низких температурах и их делокализация за счет взаимодействия с фононами при повышении температуры.
• Обнаружение корреляции между скоростью фазового расслоения и квантовой диффузией примесонов в твердых растворах ³Не в ⁴Не.
• Обнаружение немонотонной температурной зависимости скорости распада слабых твердых растворов ³Не в ⁴Не.
• Наблюдение аномально быстрого массопереноса при растворении твердых кластеров ³Не в расслоившемся растворе изотопов гелия.
• Наблюдение быстрого диффузионного процесса в твердых растворах ³Не в ⁴Не вблизи ОЦК - ГПУ перехода.
• Обнаружение аномалии в температурной зависимости спин-решеточной релаксации в концентрированной фазе распавшегося твердого раствора ³Не - ⁴Не.
• Доказательство гомогенного зародышеобразования при распаде твердых растворов ³Не - ⁴Не.
• Наблюдение нанокластеров Андреева - Пушкарова, состоящих из атомов ⁴Не вокруг квазиравновесных вакансий.
• Обнаружение гигантской асимметрии процессов расслоения и гомогенизации растворов квантовых кристаллов.
• Первое наблюдение мульти-эха ЯМР в расслоившемся твёрдом растворе ³Не – ⁴Не.
• Обнаружение корреляционных эффектов в подсистеме возбуждений за счёт крупномасштабных флуктуаций концентрации в твёрдых растворах ³Не – ⁴Не.
• Обнаружение аномального поведения температуры и давления ⁴Не в тройных точках ОЦК – ГПУ – жидкость.
• Обнаружение жидкоподобных включений в закалённых ГПУ образцах ³Не – ⁴Не.
• Доказательство гомогенного зародышеобразования при ОЦК – ГПУ переходе в ⁴Не. Исследование условий для гомо- и гетерогенной нуклеации.
• Обнаружение неупорядоченной (стекольной) фазы в твердом 4Не в области суперсодид.
• Определение коэффициентов массовой диффузии при распаде твёрдых растворов изотопов гелия во всём интервале концентраций ³Не.
• Наблюдение эволюции фазового состава и формирования стекло подобного состояния в системе твёрдый гелий – жидкие включения в области существования ОЦК фазы твёрдого гелия.
• Обнаружение квантового механизма ползучести твёрдого гелия при температурах ниже 0,2 К.

3. Физика низкоразмерных заряженных систем на поверхности жидкого гелия

• Установление характера взаимодействия примесей ³Не с заряженными частицами на основании измерения подвижности ионов в сверхтекучем гелии и растворах ³Не в ⁴Не.
• Обнаружение электрон-риплонного взаимодействия в двумерной системе электронов над жидким гелием.
• Построение фазовой диаграммы жидкость - электронный кристалл при сверхнизких температурах.
• Получены первые сведения о проводимости и резонансных свойствах электронного кристалла над жидким гелием в нелинейном режиме.
• Обнаружение новых мод связанных электрон-риплонных колебаний в вигнеровском кристалле на поверхности гелия.
• Получение комплексных данных о времени жизни поверхностных электронов в основном состоянии при приближении к точке кристаллизации.
• Обнаружение новой оптической моды краевых магнитоплазменных колебаний в двумерном электронном кристалле.
• Реализация квазиодномерной электронной системы над жидким гелием и исследование ее транспортных свойств.
• Обнаружение влияния ограниченной геометрии на коллективные и кинетические явления в многоуровневых двумерных и одномерных системах поверхностных электронов над массивным гелием и гелиевой пленкой.
• Создание генератора и высокочувствительного детектора электромагнитного излучения с использованием электронов, локализованных над поверхностью сверхтекучего гелия.
• Создание болометра в ИК диапазоне, основанного на спектроскопических переходах поверхностных электронов над жидким гелием.
• Обнаружение перехода локализация-делокализация в электронном слое над пленкой сверхтекучего гелия.
• Наблюдение слабой локализации в квазиодномерной электронной системе над жидким гелием.
• Обнаружение аномального характера переноса электронов в квазиодномерных каналах над сверхтекучим гелием.
• Установление влияния эффектов экранирования кулоновского взаимодействия на спектр плазменных колебаний электронов, локализованных над плёнкой гелия.
• Обнаружение автолокализованного состояния квазиодномерных поверхностных электронов в плотном гелиевом газе.
• Наблюдение аномальной проводимости электронов в квазиодномерных проводящих каналах над жидким гелием при наличии неоднородного потенциала вдоль канала.
• Установление зависимости нелинейной проводимости системы электронов над жидким гелием в условиях электрон-риплонного рассеяния.
• Обнаружение неравновесных фазовых переходов в двумерном электронном кристалле над жидким гелием, стимулированных электрическими полями.
• Наблюдение транспорта поверхностных электронов и формирования их автолокализованного состояния в системе квантовых точек структурированной подложки, покрытой жидким гелием.
• Исследована квантовая проводимость поверхностных электронов над сверхтекучим гелием в потенциальных ямах заряженной профилированной подложки.
• Предложено детектирование микроволнового излучения с использованием поверхностных электронов над жидким гелием на структурированной подложке.

4. Техника и методика эксперимента при сверхнизких температурах

1. Разработка и создание новых рефрижераторов для физических исследований при сверхнизких температурах:

• рефрижератор растворения непрерывного действия с адсорбционной откачкой до температур 10 мК;
• рефрижератор ядерного размагничивания меди для измерений до 0,7 мК;
• мощный рефрижератор растворения с гибридной системой циркуляции на уровень температур до 5 mK;
• рефрижератор растворения с конденсационно-адсорбционной откачкой и низкотемпературным циклом циркуляции до температур 10 mK.

2. Разработка оригинальных устройств для низкотемпературного физического эксперимента:

• термомеханический тепловой ключ со сверхтекучей жидкостью;
• миниатюрный криогенный пневматический клапан, плотный для сверхтекучего гелия;
• гелиевый криостат без азотного охлаждения;
• система антивибрационной защиты рефрижератора;
• разъемные конические тепловые контакты для низких температур.

3. Новые методические разработки:

• методика выращивания высококачественных кристаллов из сверхтекучего гелия;
• осмотический метод изменения концентрации сверхтекучих растворов непосредственно в ходе эксперимента;
• методика улучшения качества кристаллов двухфазных твердых растворов ³Не-⁴Не с помощью термоциклирования в области фазового расслоения;
• метод измерения ультранизких значений коэффициента диффузии в твердых растворах ³Не-⁴Не с помощью импульсного градиента магнитного поля;
• метод непосредственного измерения коэффициента самодиффузии в твердом гелии с помощью движущейся пористой мембраны.