Статистика Бозе. Жидкий гелии

Статистика Бозе. Жидкий гелий ) [c.260]

Жидкий Не . Имеется еще одна область исследований, оказавшая глубочайшее влияние на проблему гелия, причем значение полученных I этой области результатов нисколько не уступает значению любых отмеченных выше исследований. Мы имеем в виду изучение свойств легкого изотопа гелия с атомным весом 3. В противоположность Не, подчиняющемуся статистике Бозе—Эйнштейна, Не имеет нечетное число нуклонов и подчиняется поэтому статистике Ферми—Дирака. В связи с предположением Ф. Лондона о том, что .-явление происходит из-за конденсации импульсов жидкости Бозе — Эйнштейна, эта разница в статистиках придает особое значение экспериментам с жидким Не . [c.811]

Подавляющее большинство жидкостей при понижении температуры переходит в твердое состояние задолго до того, как начинают проявляться квантовые эффекты. Поэтому для большинства жидкостей вопрос о том, насколько важную роль играют фононные возбуждения, не имеет практического значения. Единственным исключением является жидкий гелий, который остается жидким вплоть до температуры абсолютного нуля. Следовательно, очень важно выяснить, можем ли мы при очень низких температурах описывать жидкий гелий как газ фононов и только таким образом. Эксперименты показывают, что это действительно так для жидкого Не , но не для жидкого НеЗ. С точки зрения теории ) причина лежит в том, что атомы Не подчиняются статистике Бозе. [c.287]

Единственной известной системой Бозе, существующей при низких температурах, является жидкий Не . При температуре 2,18° К Не претерпевает замечательный Х-переход, при котором теплоемкость логарифмически расходится. Поскольку атомы Не подчиняются статистике Бозе, естественно, возникает мысль, что этот переход представляет собой конденсацию Бозе — Эйнштейна, видоизмененную наличием межмолекулярных взаимодействий. Правильность такого предположения подтверждается тем обстоятельством, что в жидком Р1е , атомы которого подчиняются статистике Ферми, подобного перехода не наблюдается. Кроме того, подставляя в (12.50) массу атома Не и плотность жидкого гелия, мы получаем температуру перехода Гд = 3,14°К, т. е. значение, имеющее правильный порядок величины. Главное отличие между Я-переходом в жидком Не и конденсацией Бозе—Эйнштейна идеального бозе-газа состоит в том, что Я-переход не -является переходом первого рода. Хотя трудно сомневаться, что статистика Бозе имеет фундаментальное значение для Я-перехода в жидком Не , однако, удовлетворительная теория, учитывающая влияние межмолекулярных сил, еще не построена. [c.296]

В случае фононов мы рассматриваем конфигурации, в которых при изменении знака г ) меняется плотность распределения. Изменение плотности не может быть получено с помощью перестановки атомов. Именно поэтому учет бозе-статистики не влияет на фононные состояния. Но она приводит к тому, что эти состояния оказываются единственными наиболее низко лежащими состояниями системы, так что теплоемкость системы стремится к нулю при стремлении температуры к нулю согласно закону Дебая, т. е. как Т . В этом состоит основное положение, необходимое для понимания свойств жидкого гелия [8, 10, 11]. [c.372]

При температурах, близких к абсолютному нулю, в свойствах жидкости на первый план выдвигаются квантовые эффекты в таких случаях говорят о квантовых жидкостях. Фактически лишь гелий остается жидким вплоть до абсолютного нуля все другие жидкости затвердевают значительно раньше, чем в них становятся заметными квантовые эффекты. Существуют, однако, два изотопа гелия —" Не и Не, отличающиеся статистикой, которой подчиняются их атомы. Ядро Не не имеет спина, и вместе с ним равен нулю и спин атома в целом эти атомы подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна. Атомы же Не обладают (за счет своего ядра) спином /2 и подчиняются статистике Ферми — Дирака. Это различие имеет фундаментальное значение для свойстй образуемых этими веществами квантовых жидкостей в первом случае говорят о квантовой бозе-жидкости, а во втором — о ферми-жидкости. В этой главе будет идти речь только о первой из них. [c.706]

В жидком гелии при температуре 2,18°К происходит фазовый переход второго рода. Ниже Я-точки жидкий гелий (гелий И) обладает рядом необыкновенных свойств, наиболее замечательным из которых является сверхтекучесть, открытая П. Капицей. Сверхтекучестью называют способность жидкого гелия II протекать без трения через узкие капилляры. Можно без труда убедиться в том, что де-бройлевская длина волны атомов гелия при температурах порядка 1—2° К сравнима с межатомными расстояниями. Отсюда следует, что гелий II является существенно квантовым объектом. Таким образом, гелий II представляет собой не классическую, а квантовую жидкость. Как известно, имеется два устойчивых изотопа гелия — Не и Не с массами 4 и 3 в атомных единицах соответственно. Свойством сверхтекучести обладает жидкость, образованная из атомов Не", т. е. из частиц, подчиняющихся статистике Бозе. Атомы Не также образуют квантовую жидкость, которая, однако, в указанной выше области температур свойством сверхтекучести не обладает. Квантовую жидкость, образованную фермиевскими частицами, принято называть ферми-жидкостью. Таким образом, свойством сверхтекучести обладает лишь жидкость, состоящая из бозе-частиц. [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...