Сверхтекучесть

При температуре 2,19 К жидкий гелий (изотоп Не) имеет так называемую 1-точку (фазовый переход второго рода) ). Ниже этой точки жидкий гелий (в этой фазе его называют Не II) обладает рядом замечательных свойств, из которых наиболее существенным является открытая П. Л. Капицей в 1938 г, сверхтекучесть— свойство протекать по узким капиллярам или щелям, не обнаруживая никакой вязкости. [c.706]

Теория сверхтекучести была развита Л. Д. Ландау (1941). Ее микроскопическая часть изложена в другом томе этого Курса (см. IX глава III). Здесь же мы остановимся лишь на макроскопической гидродинамике сверхтекучей жидкости, которая может быть построена на базе представлений микроскопической теории 2). [c.706]

Следует иметь в виду, что фактически гелий II теряет свойство сверхтекучести при достаточно больших скоростях движения. Ввиду этого явления критических скоростей уравнения гидродинамики сверхтекучего гелия обладают реальным физическим [c.711]

Таким образом, сверхпроводимость можно представить себе как сверхтекучесть куперовских пар, имеющих электрический заряд 2е. [c.270]

Как известно, появившиеся недавно теории сверхпроводимости действительно исходят ИЯ уточнения взаимодействия между электронами и решеткой. Как выяснилось, это взаимодействие может приводить к образованию пар электронов, подчиняющихся статистике Бозе, для которых сверхпроводимость при низких температурах так же естественна, как сверхтекучесть для атомов гелия,— Прим. ред. [c.188]

Явление сверхтекучести, так же как и явление сверхпроводимости, занимает особое место в наших представлениях о физическом мире. [c.783]

История открытия сверхтекучести уже кратко была описана в п. 7. Последующие сообщения Аллена и Мейснера [88] содержали все основные [c.826]

Фиг. 97. К наступлению сверхтекучести при различных температурах в ненасыщенных пленках.

НИИ в том, что наступление сверхтекучести происходит скачком при вполне определенной температуре для данной степени насыщения. [c.872]

Полный вывод гидродинамических уравнений для смесей — см, книгу Халатикова И. М. Теория сверхтекучести. — М. Наука, 1971, гл. XIII. Эти уравнения становятся неприменимыми при очень низких температурах, когда возникает квантовое вырождение элементарных возбуждений, связанных с атомами прямее . [c.719]

Неполнота наших знаний о сверхтекучести и непопимапие значения описывающей ее модели затрудняют систематический обзор. До сих пор мы не знаем, все ли существенные стороны явления наблюдены, так же как не можем оценить относительную важность того, что уже установлено. Основные идеи, касающиеся жидкого гелия, неоднократно менялись за сравнительно короткий срок в связи с появлением новых данных или вследствие пересмотра старых данных в новом свете. В ряде случаев повторение некоторых экспериментов, прежде оставленных без внимапия или забытых на целые годы, полностью меняло всю картину. При таком положении вещей было бы ошибочно строить обзор по жидкому гелию на тех фактах, которые кажутся автору существенными в момент написания. Поэтому в этой главе даны довольно подробный исторический обзор и описание различных явлений, известных в настоящее время. Мы надеемся, что при таком способе изложения не будет упущена ни одна из тех черт, которая в будущем может приобрести особое значение. Тем не менее для глубокого изучения предмета мы отсылаем читателя к списку подробных обзорных статей и оригинальных работ, помещенному в конце этой главы. [c.783]

В начале 1938 г. в одном и том же номере Nature появились два коротких сообщения Капицы [22] и Аллена и Мейснера [23], в которых описывалось течение Не II через узкие отверстия. В обеих работах жидкость вытекала под действрюм собственного веса из приподнятых над гелиевой ванной сосудов. В работе Капицы н идкость перетекала по зазору между двумя оптически плоскими пластинками, в работе Аллена и Мейснера были использованы тонкие капилляры. В первом случае ширина зазора менялась при помощи небольших прокладок, во втором—исследовались капилляры разного диаметра. Именно в этих работах и было открыто удивительное свойство Не II, ставшее известным как сверхтекучесть (это название предложено Капицей [22]). Им было обнаружено, что, если зазор в его приборе не содержал никаких прокладок (ширина щели в этом случае определялась интерференционным методом и была равна 5-10 см), истечение Не I из сосуда можно было заметить только через несколько минут, в то время как в области Не II весь сосуд опорожнялся в несколько секунд. Численные [c.793]

С 1938 г. ири проведении работ по сверхтекучести в Кембридже и исследований с пленками н Оксфорде становилось все более очевидным, что между переносом в пленках и явлениями в тончайших капиллярах имеется оире -деленное сходство. Работы по течению макроскопических объемов жидкости через капилляры и щели приводили к очень неясным результатам, которые, однако, упрощались ири умеггьшеггии ширины щелей и капилляров. При )том при уменьшении размеров свойства явления ностепенно приближались к свойствам переноса по пленке, вест.ма необычным, но внутренне простым. Создавалось впечатление, что при использовании все более и 6o.iree узких капилляров от сложных явлений переноса, которые наблюдаются в макроскопической жидкости, мо/кно как бы отфильтровать некоторый особый тип переноса. Пленка, игравшая роль исключительно тонкого капилляра, приводила к сверхтекучему переносу в наиболее простой и четко очерченной форме. Эти наблюдения в конце концов привели к феноменологической модели двух взаимопроникающих жидкостей одного и того же вещества, обладающих различными гидродинамическими свойствами эта модель, как оказалось, имеет огромное значение в качестве рабочо]г гипотезы при любых экспериментах с Не 11. [c.798]

Несомненный успех двухжидкостной модели в форме, предложенной Тисса, вызвал тенденцию приписывать ей часто больший физический смысл, чем тот, которого вообще можно было от нее требовать. Не говоря уже о том, что в атомных масштабах разделение атомов I от атомов II недопустимо с точки зрения квантовой механики, в этой модели должны возникать и другие трудности. Представление о том, что при абсолютном нуле гелий должен состоять целиком из атомов с нулевым импульсом, оставляет необъясненной одну из замечательных особенностей этого вещества, а именно его большую нулевую энергию. По этой же причине объяснение термомеханического эффекта на основании этой модели является до некоторой степени иллюзорным. Выравнивание разности концентраций в этом случае рассматривается как аналогия осмотической диффузии через полупроницаемый капилляр. Очевидно, однако, что подобный диффузионный процесс не может иметь места в смеси, одна из компонент которой—нормальная жидкость—неподвижна благодаря трению, а другая—сверхтекучая жидкость—имеет нулевой импульс. Эти трудности можно обойти, если приписать сверхтекучей компоненте некоторый импульс, но тогда и без того неясная связь свойства сверхтекучести с конденсацией Бозе—Эйнштейна станет еще более туманной. [c.803]

Аналогия со сверхпроводимостью. Примерно в одно и то и е время с работами Андроникашвили по измерению концентрации нормальной комно-пепты в Не И Доунт и Мендельсон предприняли исследования для изучения поведения сверхтекучей компоненты. В 1942 г. эти авторы обратил1г внимание на глубокую аналогию между явлениями сверхтекучести и све])х-ироводимости [49, 50]. В частности, они подчеркивали факт суш ествования в обоих случаях зависяш,ей от температуры критической скорости переноса, [c.809]

ЖИДКОСТЬ с малым поверхностным натяжением. Прн резком понижении давления можно было видеть бурное кипение, аналогичное книению Не I это показывало, что по крайней мере ири температуре опыта Не не обладает высокой теплопроводностью сверхтекучего Не II. Непосредственная проверка наличия сверхтекучести была выполнена в 1949 г. в Аргоннскоп [c.812]

Отсутствие сверхтекучести у жидкого Не придает доиолнительную значимость идеям Ф. Лондона об интерпретации Х-явления как процесса конденсации Бозе—Эйнштейна во взаимодействующей жидкости. Эти идеи еще более подчеркиваются сходством в поведении обоих изотопов в жидком состоянии. Примером этому может служить характер изменения давления [c.813]

Это выражение означает, что, подобно тяжелому изотопу, Но под давлением собственных насыщенных паров должен оставаться жидким и прн абсолютном нуле и что для того, чтобы он затвердел, требуется приложить внешнее давление примерно того же порядка, как и для Не . Однако ниже 0,5° К экспериментальные точки на кривой нлавлення откло 1яются от квадратичного закона и давление становится постоянным и близким к 30 атм (фиг. 33). Эта зависимость подобна изменению поведения кривой плавления Не в той области диаграммы состояния, где кривая Х-переходов пересекает кривую плавления. Поскольку в случае Не такое поведение равновесного давления вызвано быстрым уменьшением энтропии жидкой фазы, т. е. явлением Х-нерехода, можно нредноложить существование Х-точки у Не в области от 0,5 до 1°К. Однако экснерименты, не обнаружившие у Не сверхтекучести, делают объяснения, основанные на подобной аналогии с Не, сомнительными. Поэтому в течение некоторого времени измеренные отклонения от квадратичного закона объяснялись возможной ошибкой в нзме- [c.814]

При подстановке известного из измерений значения скорости звука выражение (23.1) переходит в зависимость 0,021 джоуль1 г- град). Возникновение дополнительных возбуждений выше 0,7°К соответствует в теории Ландау появлению ротонов, а в двухжидкостной модели Тисса—испарению конденсата Бозе—Эйнштейна в пространстве скоростей. Вид ожидаемой зависимости теплоемкости от температуры в этих двух теориях оказывается одинаковым, однако, как уже указывалось в разделе 1, роль вклада обеих компонент в теплоемкость оказывается совершенно различной с точки зрения проблемы сверхтекучести. В теории Ландау сверхтекучая компонента не обладает не только ротонной, но и фононпой энтропией, тогда как, по Тисса, эта компонента должна сохранять свою фононную энтропию. На основании одних только измерений теплоемкости нельзя, таким образом, решить вопрос, имеет ли сверхтекучая компонента фононную энтропию или пет для этого необходимо определить энтропию нормальной компоненты. Такие данные можно получить при достаточно низких температурах, измеряя тепло-перенос и термомеханический эффект в гелии. [c.824]

Здесь же следует упомянуть о проводимых в самое последнее время в Оксфорде и Филадельфии экспериментах (еще не опубликованных), в которых пределы псследования сверхтекучести были значительно расширены.. Работы эти еще продолжаются, но полученные уже результаты оказываются настолько значительными, что на них следует остановиться. В этих онытэх изучалось течение Не II сквозь нористое стекло, представляющее собой промежуточный продукт в производстве бороснлпкатного стекла, выпускаемого [c.835]

Открытия, о которых рассказывалось в п. 7, ясно показали, что если коэффициенту вязкости в Не I можно приписать внолие определенный смысл, то охарактеризовать вязкость Не II таким же образом нельзя. Результаты первых работ по измерению вязкости Не II разными методами давали значения, отличающиеся в Ю " раз, что потребовало совершенно нового подхода к этой проблеме. Так как собственно явление сверхтекучести было рассмотрено в разделе 4, здесь, кроме данных но вязкости Не I, мы обсудим лишь вопросы о вязкости нормальной компоненты Не II и зависимость концентрации этой компоненты от температуры. [c.836]

Другая, весьма неудовлетворительная особенность модели Гортера заключается в том, что им допускается существование трения во всем интер вале скоростей. Предположепне о хголном отсутствии трепия было высказано сразу же после открытия явления сверхтекучести, и если некоторые явления вначале можно было пытаться объяснить малостью константы С в формуле (32.3), то это стало вовсе невозможным прп дальнейшем эксперимен- [c.844]

Физика низких температур (1956) -- [ c.188 , c.783 , c.793 , c.812 , c.826 ]

Атомная физика (1989) -- [ c.370 ]

Равновесная и неравновесная статистическая механика Т.2 (1978) -- [ c.206 ]

Основы теории металлов (1987) -- [ c.287 ]

Статистическая механика (0) -- [ c.446 ]

Статистическая механика Курс лекций (1975) -- [ c.37 , c.363 , c.366 , c.370 , c.403 ]

Механика сплошных сред Изд.2 (1954) -- [ c.616 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...