Detection of quantized vortices in the zero temperature limit using silicon/superconducting microwires
| Název práce v češtině: | Detekce kvantovaných vírů v limitě nulové teploty pomocí křemíkových/supravodivých mikrodrátků |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Detection of quantized vortices in the zero temperature limit using silicon/superconducting microwires |
| Klíčová slova: | supratekuté hélium|kvantová turbulencia|MEMS |
| Klíčová slova anglicky: | superfluid helium|quantum turbulence|MEMS |
| Akademický rok vypsání: | 2021/2022 |
| Typ práce: | diplomová práce |
| Jazyk práce: | angličtina |
| Ústav: | Katedra fyziky nízkých teplot (32-KFNT) |
| Vedoucí / školitel: | doc. RNDr. David Schmoranzer, Ph.D. |
| Řešitel: | Mgr. Maximilián Goleňa - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 09.11.2021 |
| Datum zadání: | 09.11.2021 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 27.04.2022 |
| Datum a čas obhajoby: | 13.09.2023 09:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 20.07.2023 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 20.07.2023 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 13.09.2023 |
| Oponenti: | doc. Mgr. Jaroslav Kohout, Dr. |
| Konzultanti: | Mgr. Šimon Midlik, Ph.D. |
| Zásady pro vypracování |
| Cílem práce je provést a analyzovat citlivá měření provedená pomocí mikrorezonátorů v podobě křemíkových či supravodivých drátků v čistě supratekutém héliu za milikelvinových teplot, se zaměřením na schopnost detekce malého počtu kvantovaných vírů. Součástí práce budou také charakterizační měření těchto rezonátorů ve vakuu, v normálním či supratekutém héliu za vyšších teplot nad 1 K za účelem komplexního popisu mechanismů ovlivňujících tlumení či efektivní hmotu mikro-rezonátorů. Po určení kritických hodnot rychlosti pro buzení kvantové turbulence jednotlivými rezonátory bude zkoumány možnosti jejich vzájemné interakce zejména s ohledem na možnost zachycení kvantovaných vírů mezi dvěma blízkými mikrodrátky. Přestože většina měření bude probíhat s již vyrobenými mikrodrátky, student se rovněž začne podílet na mikrofabrikaci podobných rezonátorů a bude mít možnost optimalizovat jejich design. |
| Seznam odborné literatury |
| Barenghi, C.F., Donnelly, R.J., Vinen, W.F. (Eds.): Quantized Vortex Dynamics and Superfluid Turbulence, Springer, 2001
L. Skrbek a kol., Fyzika nízkých teplot, Matfyzpress, 2011 Barquist, C. S.; Jiang, W. G.; Gunther, K.; et al., Damping of a microelectromechanical oscillator in turbulent superfluid 4He: A probe of quantized vorticity in the ultralow temperature regime, PRB, 101, 2020 D. Schmoranzer, M. J. Jackson, V. Tsepelin, M. Poole, A. J. Woods, M. Človečko, and L. Skrbek, Multiple critical velocities in oscillatory flow of superfluid He-4 due to quartz tuning forks, Phys. Rev. B 94, 214503 (2016) E.Collin, L. Filleau, T. Fournier, Yu. M. Bunkov, H. Godfrin, Silicon Vibrating Wires at Low Temperatures, JLTP 157, 566 (2009) D. Schmoranzer, M. Jackson, E. Zemma, et al. Double-Paddle Oscillators as Probes of Quantum Turbulence in the Zero Temperature Limit, J Low Temp Phys 187, 482–489 (2017). S. Midlik, M.J. Jackson, D. Schmoranzer, Superflows Probed by a Vibrating Wire Resonator, In Proceedings Topical Problems of Fluid Mechanics 2018, Prague, 2018 Edited by David Šimurda and Tomáš Bodnár, pp. 209-216 |