Nucleation and cavitation in liquid helium

Abstract

[spa] Las transiciones de fase no siempre ocurren bajo condiciones de equilibrio. Un fluido puede ser conducido a un estado metastable. A pesar de ser internamente estable, existe otra configuración con un potencial termodinámico menor, por tanto energéticamente más favorable y a la cual tenderá el sistema. Esta transición está bloqueada por una barrera termodinámica que puede ser superada con resultado de la formación y crecimiento de pequeños nucleos de la nueva fase estable en la fase metastable. Este proceso se llama nucleación (formación de gotas en un vapor sub-enfriado) o cavitacion (burbujas en un líquido sobre-calentado). En esta tesis hemos estudiado los fenómenos de cavitación y nucleación en helio dentro del marco de la teoria del funcional de la densidad. Primero hemos estudiado la activación térmica en 3He y 4He puros y en las mezclas 3He-4He, estimando la presión a partir de la cual tiene lugar la transición de fase. Para los sistemas puros hemos estudiado también la activación cuántica a muy bajas temperaturas, estimando la temperatura de transición entre ambos regímenes.