J. Phys. France 39, 536-540 (1978)
DOI: 10.1051/jphys:01978003905053600

A vacancy model in solid helium IV

B. Castaing

Groupe de Physique des Solides de l'Ecole Normale Supérieure , 24 rue Lhomond, 75231 Paris Cedex 05, France

Abstract
We develop here a new approach to the problem of vacancies in solid Helium 4, describing them as small liquid droplets. In this model the vacancy effective mass is very small : 0.1 mHe, where mHe is the atomic mass of He4. The validity of the model depends on the liquid solid surface tension (α1s' which is not well known. The lowest estimate of α1s gives a vacancy-transverse phonon interaction small enough to allow the propagation of a vacancy second sound, decoupled from the phonon ordinary second sound.

Résumé
Nous développons ici une approche originale du problème des lacunes dans un cristal d'hélium 4. Nous le décrivons comme de petites gouttes liquides. Dans ce modèle leur masse effective est très petite : 0,1 mHe (mHe = masse d'un atome d'He4). La validité du modèle dépend de la tension superficielle liquide solide α1s, qui est mal connue. L'estimation la plus faible de α1s conduit à une interaction lacunes-phonons transverses suffisamment réduite pour autoriser l'existence d'un second son de lacunes découplé du second son ordinaire (de phonons).

PACS
6172J - Point defects (vacancies, interstitials, color centers, etc.) and defect clusters.
6780C - Structure, lattice dynamics, and sound propagation.
6780M - Defects, impurities, and diffusion.

Key words
phonon defect interactions -- second sound -- solid helium -- vacancies crystal