Roton

Roton je kvazidelec, ki se pojavlja v supertekočem He-4.

Zamisel za uvedbo rotona je dal ruski fizik Lev Davidovič Landau (1908 – 1968) v letu 1941. Izraz roton pa je uvedel ruski fizik Igor Jevgenjevič Tamm (1895 – 1971) .

Zakon disperzije osnovnih vzbujenih stanj v supertekoči snovi kaže v začetku linearno naraščanje, pozneje doseže največjo vrednost (lokalni maksimum), nato pa najmanjšo (lokalni minimum). Vzbujena stanja v linearnem predelu se imenujejo fononi, tisti pa, ki so blizu najmanjše vrednosti, se imenujejo rotoni.

Spekter osnovnih vzbujenih stanj v kapljevinskem heliju.

Energija fononov je določena z linearnim zakonom disperzije:

$~E=cp\!\,,$

kjer je:

• $c\,$ ≈ 240 м/с — hitrost zvoka v heliju,
• $p\,$ kvaziimpuls.

Energija rotonov ima v področju najmanjše vrednosti krivulje kvadratno obliko:

$E(p)=\Delta +{\frac {(p-p_{0})^{2}}{2\mu }}\!\,,$

kjer je:

• $\Delta \,$ ima vrednost okoli 8,6 K v temperaturnih enotah energije,
• $\mu \,$ efektivna masa ali $~\mu =0,26m_{He}$ kjer je $~m_{He},$ — masa prostega atoma helija,
• ${\frac {p_{0}}{h}}=1,99*10^{10}$ м⁻¹.

Zunanje povezave

• Semiklasična mahanika rotonov (angleško)