Quantum plasticity and dislocation-induced supersolidity

We suggest that below a certain temperature TJ, the free energy for the creation of jog–antijog pairs in the dislocation network of solid He4 becomes negative. The underlying physical mechanism is the related liberation of vacancies which initiate Feynman's permutation cycles in the bulk. Consequently, dislocations should deform, elongate and occupy an increasingly larger volume at low temperatures. This phenomenon should lead to a stiffening of the solid below TJ and possibly to the appearance of a non-zero superfluid fraction at a second temperature Tc⩽TJ. To cite this article: J.-P. Bouchaud, G. Biroli, C. R. Physique 9 (2008).

RésuméNous suggérons qu'en dessous d'une certaine température TJ l'énergie libre de créations de paires jogs–antijogs devient négative dans l'He4 solide. Le mécanisme physique permettant la création de ces paires est la liberation de lacunes qui initient les cycles de permutation de Feynman dans la masse du solide. En conséquence, les dislocations devraient se déformer et s'allonger, et de ce fait occuper une fraction volumique de plus en plus importante lorsque la température décroit. Ce phénomène devrait conduire à une rigidification du solide en dessous de TJ et à l'apparition d'une fraction supersolide non nulle en dessous d'une seconde temperature Tc⩽TJ. Pour citer cet article : J.-P. Bouchaud, G. Biroli, C. R. Physique 9 (2008).