Гелий 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]

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]

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]

Интересно отметить, что на различных твердых веществах (стекло и нейзильбер), которым на кривой (фиг. 98) соответствуют кружочки разных размеров, были получены одинаковые значения температуры наступления сверхтекучести. С другой стороны, скорости переноса насыщенных пленок по стеклу и нейзильберу отличаются в два раза. Это является дополнительным указанием на то, что высокие скорости переноса по неровным поверхностям вызваны не только лишь увеличением геометрического периметра поверхности. Так, было обнаружено, что при температуре 1,53" К величина r p. была одной и той же как для стекла, так и для нейзильбера вплоть до насыщения 93%, после чего скорость переноса по нейзильберу начинала возрастать быстрее (фиг. 99). Можно прийти к заключению, что в этом случае имел место дополнительный перенос гелия сверх осуществляемого по пленке. При условии значительного насыщения этот дополнительный перенос осуществлялся, по-видимому, жидкостью, собирающейся в небольших трещинах на поверхности. [c.872]

Нельзя считать жидкий гелий полностью нейтральной средой, так как во время испытания, при сверхтекучести возможно проникновение его в металл. Особенно важно учитывать влияние окружающей среды при определении свойств активных металлов. [c.15]

В те годы советский физик Петр Леонидович Капица открыл не менее интересное, чем сверхпроводимость, явление — сверхтекучесть жидкого гелия. Лейденцы увлеклись новой перспективной темой и окончательно потеряли интерес к сверхпроводимости. [c.153]

Ландау первым сопоставил два странных явления — сверхпроводимость и сверхтекучесть — течение жидкого гелия—2 без трения через узкие капилляры. И предположил, что эти явления родственны. Сверхпроводимость — это сверхтекучесть весьма своеобразной жидкости — электронной. [c.154]

Физика низких температур обнаружила новые свойства у гелия II (сверхтекучесть, второй звук), сверхпроводимость металлов и сплавов, диамагнитные свойства металла в сверхпроводящем состоянии, новый закон температурной зависимости теплоемкости вещества. При низких температурах был установлен тепловой закон Нернста, [c.222]

По данным акад. П. Л. Капицы, вязкость жидкого гелия I рЗ вна 10 пз, а гелия II—il0 " пз, т. е. в МИЛЛИОН раз меньше. Это явление называют сверхтекучестью гелия П. [c.101]

ЛАНДАУ ТЕОРИЯ СВЕРХТЕКУЧЕСТИ — предложена Л. Д.Ландау (1941) для объяснения сверхтекучих свойств квантовой жидкости Не П, т, е. жидкого гелия [c.573]

Не при темп-рах ниже т.н. .-перехода (7 - =2,17 К при давлении насыщенных наров гелия). Сверхтекучесть Не II (его способность без трения протекать сквозь узкие капилляры и щели) Ландау связал со свойствами спектра элемеитарпых возбуждений Не П. При Т = 0 жидкий Не находится в осн. состоянии. При темп-рах 7 >0 К, но близких к абс. нулю жидкость переходит в одно из возбужденных состояний, к-рые можно представить как совокунность элементарных возбуждений квазичастщ). Простейшими элементарными возбуждениями жидкости являются колебания её плотности — фононы. Закон дисперсии фононов, т. е. зависимость их энергии от импульса р, имеет вид [c.573]

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]

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]

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]

Легкий изотоп гелия Не с атомной массой 3, находитси в природном гелии, в количестве примерно равном одной части на миллион частей обычного гелия Не", имеющего атомную массу, равную четырем. Не также может быть получен искусственным путем в атомных реакторах, в частности, из лития. Легкий гелий сжижается при еще более низкой температуре (3,195 К), чем Не он не переходит в сверхтекучее состояние вплоть до температуры 0,001 К, однако растворы Не и Не при некоторых соотношениях между компонентами обладают сверхтекучестью. Разделить изотопы Не и Не можно дробной перегонкой, благодаря различию их температур кипения, а также используя явление сверхтекучести Не. Свойства растворов Не — Не используются в некоторых системах особо глубокого охлаждения. [c.94]

Теория сверхпроводимости исключительно сложна В создание этой теории основной вклад внесли советские ученые — Л. Д. Ландау, Н. Н. Боголюбов, В. Л. Гинзбург, А. А. Абрикосов, Л. П. Горьков II другие, а также ученые зарубежных стран —Д. Бардин, Л. Купер, Д. Шрпффер и другие. По современным представлениям в основе явления сверхпроводимости лежит образование связанных пар электронов ( куперовских пар ) такая пара не может сыде/пять энергию малыми дозами, так что обычные джоулевы потери мощности, которые наблюдаются в металлах при нормальных условиях, здесь уже не имеют места. Разъединение ассоциированных в куперов-скую пару электронов при повышении температуры или магнитной индукции представляет собой нарушение сверхпроводимости, т. е. фазовый переход сверхпроводника из сверхпроводящего состояния в нормальное. Огмечается глубокая аналогия в физической сущности явления сверхпроводимости и явления сверхтекучести, открытого П. Л. Капицей у жидкого гелия-П и теоретически обоснованного Л. Д. Ландау. [c.211]

По совр. представлениям, критерий Ландау не является определяющим для решения вопроса о сверхтекучести квантовой жидкости. Имеются примеры сверхтекучих систем, где критерий Ландау заведомо нарушен (бесщелевые сверхпроводники, сверхтекучая А-фаза Не). Фундаментальным свойством сверхтекучих систем является наличие сверхтекучего компонента — макросконич. фракции жидкости, движение частиц к-рон когерентно (см. Гелий жидкий, Сверхтекучесть, К огерентмос ть). [c.574]

В Международной системе единиц СИ для работы и кол-ва теплоты принята одна единица измерения — джоуль (1 Дж = 0,239 кал = 0,102 кгс-и), поэтому пользоваться аонятием М. э. т. нет необходимости. МЕХАНОКАЛОРЙЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ — явление ох-лаждения сверхтекучего жидкого гелия, вытекающего из сосуда через узкий капилляр под действием разности давлений, сопровождаемое разогревом гелия, остающегося в сосуде (см. Гелий жидкий. Сверхтекучесть). М. э. обнаружен в сверхтекуче.м Не в 1939 Дж. Доун-том и К. Мендельсоном (1) (рис.). М. э. возникает вследствие того, что тонкие отверстия (для Не днам. отверстий менее 1 мкм, для Не — порядка десятка мкм) действуют как энтропийный фильтр , преим. пропуская сверхтекучую компоненту жидкости, не переносящую тепла (см. Ландау теория сверхтекучести) [2]. Процесс при небольших перепадах протекает почти обратимо постанавливается, если при разности давлений Ар устанавливается разность те.мц-р АТ такая, что Ар = р АГ, где р — плотность гелия, S — энтропия единицы массы гелия. Обратный процесс — возникновение разности давлений под действием разности темп-р в двух сообщающихся через капилляр или разделённых пористой перегородкой сосудах со сверхтекучим гелием — наз. термо механическим эффектом. [c.130]

Многие Н. у. м. ф. возникли в физике в связи с развитием теории конденсиров. сред, они описывают мак-роскопич. проявления квантовомеханич. аффектов неизвестной ф-цией в них является плотность параметра порядка (см. Фазовый переход). Бели параметр порядка скалярный, это двухжидкостные ур-ния гидродинамики сверхтекучего гелия (см. Сверхтекучесть), ур-ния Гинзбурга — Ландау и их обобщения, описывающие магнетостатику и электродинамику сверхпроводников (см. Сверхпроводимость). Если параметр порядка векторный или тензорный, это ур-ния Ландау — Лифшица, описывающие ферромагнетики и антиферромагнетики, ур-ния обобщённой гидродинамики сверхтекучего гелия, макроскопич. модели жидких кристаллов. Для всех этих ур-ний наиб, интерес представляют ЕХ существенно нелинейные решения, часто описывающие локализованные (хотя бы частично) объекты вихри в жидком гелии и в сверхпроводниках, доменные стенки в ферромагнетиках и антиферромагнетиках, дискливацни в жидких кристаллах и солитоны, к-рые в том или ином виде существуют во всех упомянутых средах. [c.315]

Гелий при атм. давлении остаётся жидким вплоть до абс. нуля темп-ры (см. Гелий жидкий). Однако при откачке паров жидкого Не (природного изотопа гелия) обычно не удаётся получить темп-ру существенно ниже 1 К, даже применяя очень мовдные насосы (этому мешают чрезвычайно малая упругость насыщ. паров Не и его сверхтекучесть). Откачкой паров изотопа Не (Гц = = 3,2 К) удаётся достичь темп-р 0,3 К. Область темп-р ниже 0,3 К паз. сверхнизкими темп-рами. Методом адиабатич. размагничивания парамагн. солей (см. Магнитное охлаждение) удаётся достичь темп-р 10 К. Тем же методом с использованием ядерного парамагнетизма в системе атомных ядер были достигнуты темп-ры. 10" К. Принципиальную проблему в методе адиабатич. размагничивания (как, впрочем, и в др. методах получения Н. т.) составляет осуществление хорошего теплового контакта между объектом, к-рыи охлаждают, и охлаждающей системой. Особенно это трудно достижимо в случае системы атомных ядер. Совокупность ядер атомов можно охладить до сверхнизких темп-р, но добиться такой же степени охлаждения вегцества, содержащего эти ядра, не удаётся. [c.349]

Благодаря значит, подавлению теплового движения атомов при Н. т, удалось обнаружить большое число макроскопич, явлений, имеющих квантовую природу существование гелия в жидком состоянии вплоть до абс. нуля темп-ры (ОК), сверхтекучесть, сверхпроводимость и др. При Н. т. состояние твёрдого тела можно рассматривать как упорядоченное состояние, соответствующее ОК, но с учётом влияния газа элементарных войбун дений — квааичастиц. Введение разл. типов квазнчастиц фононы, дырки, магноны и др.) позволяет описать многообразие свойств веществ при Н. т. [c.350]

Примеры П. и. 1]. Отклонение зависящей от координат плотности атомов в кристалле от её ср. значения преобразуется под действием общей группы трансляций и пространственных вращений, входящих в группу симметрии G изотропной жидкости, но остаётся инвариантным относительно преобразований из пространственной группы симметрии кристалла. 2). Анизотропная часть тензора. диэлектрич. проницаемости в жидком кристалле преобразуется под действием группы пространственных вращений как симметричный тензор с нулевым следом. 3). Намагниченность в ферромагнетике преобразуется как вектор при вращениях подсистемы спинов и меняет знак при обращении времени. 4). Волнован ф-ция Y бозе-кошденсата в сверхтекучем Не (см. Гелий жидкий. Сверхтекучесть) преобразуется под действием калибровочного преобразования группы И ), входящей в группу G изотропной жидкости Ч — Р ехр(гф). 5). Комплексная матрица Ааг в сверхтекучем 3fle преобразуется как вектор по второму индексу при пространственных вращениях, как вектор по первому индексу при спиновых вращениях, умножается на ехр((ф) при калибровочных преобразованиях, переходит в комплексно сопряжённую матрицу при обращении времени и меняет знак при пространственной инверсии. Согласно теории Ландау, равновесное значение П. п. вблизи фазового перехода 2-го рода находят, минимизируя функционал Гинзбурга — Ландау, инвариантный относительно преобразований из группы G. [c.534]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...