mgr Mirosław Pruchnik

Promotor: prof. dr hab. T. Paszkiewicz

Balistyczny i dyfuzyjny ruch wiązek cząstek i kwazicząstek

I recenzent: prof.dr hab K. Wojciechowski - Instytut Fizyki Molekularnej PAN, Warszawa

II recenzent: prof. dr hab. P. Zieliński - Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego, Kraków

W rozprawie przedstawiono wyniki badań nad balistycznym i dyfuzyjnym ruchem wiązek cząstek i kwazicząstek. W pierwszej jej części przedstawiony został opis impulsowych, balistycznych wiązek cząstek poruszających się w ośrodkach izotropowych. Do opisu wykorzystano równanie Boltzmanna uzupełnione o wyraz źródłowy uwzględniający wprowadzanie cząstek do ośrodka przez zewnętrzne źródło. Celem tej części rozprawy było podanie pełnego teoretycznego opisu eksperymentów dających spektrogramy czasów przelotu atomów helu odparowanych z cienkiej warstwy nadpłynnego 4He i ciekłego 3He. Przyjęto, że wiązki atomów mają maxwellowski rozkład energii. Dla wiązek 4He jedynym parametrem dopasowania jest ich temperatura. Pokazano, że źródła atomów 4He są punktowe. Dla wiązek 3He do wyników doświadczenia należy dopasować dwie temperatury, oraz że dla dużych energii wiązek źródła są punktowe, natomiast w przypadku małych energii wiązek atomy 3He odparowywane są ze źródła kołowego, na które nałożone zostało źródło punktowe o innej temperaturze. Porównanie otrzymanych wyników teoretycznych z wynikami doświadczalnymi wykazało bardzo dobrą zgodność i dodatkowo rzuciło światło na sposób w jaki następuje odparowanie atomów helu z cienkich warstw, co może mieć pewne znaczenie dla kriogeniki. W części drugiej porównano spektrogramy czasów przelotu wiązek atomów z wynikami uzyskanymi dla wiązek kwazicząstek - fononów rozchodzących się w ośrodkach izotropowych. Spektrogramy czasów przelotu dla fononów znacznie różnią się od spektrogramów dla wiązek molekularnych. Przeprowadzona analiza wskazała źródło tych różnic. Część trzecia w całości została poświęcona badaniu dyfuzyjnego ruchu długofalowych fononów akustycznych w idealnych ośrodkach krystalicznych o symetrii regularnej, zawierających punktowe defekty masy. W szczególności zbadana została zależność współczynnika dyfuzji od parametrów sprężystości ośrodka. Pokazano, że współczynnik dyfuzji jest niemonotoniczną funkcją parametrów sprężystości. Wykazano istnienie ścisłego związku pomiędzy zachowaniem się współczynnika dyfuzji i zaskakującymi własnościami wektorów polaryzacji. Zostały zaproponowane i rozwinięte nowe metody badania polaryzacji fononów. Użyto także własnego programu obrazowania powierzchni stałej energii.

T. Paszkiewicz, M. Pruchnik, Kinetic description of the phonon-pulse propagation and phonon images of crystalline solids", Physica A 232 (1996) 747-768
T. Paszkiewicz, M. Pruchnik, Anomalous behavior of phonon diffusion coefficient of cubic compounds with anomalous elastic properties, J. Low Temp. Phys., Ill (1998) 435-439
T. Paszkiewicz, M. Pruchnik, Explicit time and space dependence of ballistic molecular heat pulses, Phys. Rev. E 58 (1998), no. 3.
T. Paszkiewicz, M. Pruchnik, Time-of