Cтраница 1
Поведение жидкого гелия не имеет ничего общего с этой картиной. Гелий остается жидким вплоть до самых низких температур. Но даже вблизи абсолютного нуля он остался бы жидким, поскольку здесь его затвердеванию препятствуют законы квантовой механики. Согласно этим законам обычное представление о полной остановке атомов оказывается неверным: даже при абсолютном нуле атомы совершают колебания, которые не связаны с тепловым движением. [1]
Пройдет много лет, и физики поймут, что в поведении жидкого гелия и сверхпроводящего металла, а точнее, в тех внутренних, интимных процессах, которые там совершаются, есть нечто сходное. [2]
Пайнс также обращает наше внимание на то, что вторая работа из этой серии содержит всего одно уравнение, но приводит читателя к определенным выводам относительно поведения жидкого гелия, начав с того, что он является конденсатом Бозе - Эйнштейна, и использовав только лишь цепочку полностью обоснованных аргументов. Наряду с созданием удовлетворительной модели сверхтекучести, Фейнман научил целое поколение физиков, работающих с конденсированным состоянием, использовать фейнмановские диаграммы и интегралы по путям, сделав эти методы незаменимыми инструментами в данной области физики. [3]
Надо сказать, что в своих экспериментах с жидким гелием Камерлинг-Оннес фактически наблюдал переход жидкого гелия в новое сверхтекучее состояние, но он не сумел оценить сделанного им открытия. И это понятно: чтобы объяснить поведение жидкого гелия при низких температурах, требовался радикально новый подход, отказ от представлений классической физики. [4]
Гелий часто называют квантовой жидкостью. В самом деле, с точки зрения классической физики уникальное поведение жидкого гелия при низких температурах совершенно непонятно. Ведь с понижением температуры колебания частиц становятся все слабее и слабее. Наличие межмолекулярных сил должно в конце концов приводить к затвердеванию вещества. Опыт показывает, что именно таким образом ведут себя все вещества. [5]
Попытаемся дать самое общее представление о том, как квантовая механика объясняет поведение жидкого гелия. [6]
Попытаемся дать представление о том, как теория, данная Л. Д. Ландау, объясняет поведение жидкого гелия. [7]
Попытаемся дать представление о том, как теория, данная Л. Д. Ландау, объясняет поведение жидкого гелия. Оказывается, каждая частица жидкого гелия участвует одновременно в двух движениях: одно движение сверхтекучее, не связанное с вязкостью, а другое - обычное. [8]
Проблема бозе-конденсации очень интересна, но является чисто академической. Гелий является хорошим кандидатом на эту роль, но при нулевой температуре он представляет собой жидкость, что говорит о недопустимости пренебрежения межмолекулярными взаимодействиями. Поведение жидкого гелия в некоторых отношениях напоминает описанное. Для него существуют критическая температура и X-переход. Ниже критической точки жидкость становится сверхтекучей; последнее явление, безусловно, связано с бозе-конденса-цией частиц в основном состоянии. Однако детали поведения сильно отличаются от случая идеального газа. Теория жидког гелия с необходимостью должна быть теорией неидеальной бозон-ной системы, в которой соединяются эффекты взаимодействий и квантовостатистические эффекты. В этой области в последнее время наблюдается значительный прогресс, хотя мы еще не имеем вполне удовлетворительной теории жидкого гелия. [9]
Это было время, когда он работал над теоретическим обоснованием сверхтекучести жидкого гелия, буквально стоял на пороге открытия. Именно за эту работу он впоследствии будет удостоен Нобелевской премии. Парадоксальное поведение жидкого гелия вблизи абсолютного нуля экспериментально обнаружил Петр Капица, директор Института физических проблем, где с февраля 1937 года работал Ландау. Только когда этой проблемой заинтересовался Ландау, появилась надежда, что тайна жидкого гелия будет открыта. [10]
Жидкий Не II при давлении меньше 3 МПа остается жидким вплоть до температуры О К. Лишь при давлении свыше 3 МПа он при достаточно низкой температуре переходит в твердое состояние. Такое поведение жидкого гелия обусловливается квантовыми эффектами. [11]
При низкой температуре гелий является жидкостью и к нему распределение Бозе, относящееся к идеальному газу, неприменимо. Поэтому качественная сторона результата, полученного для газа, остается в силе. Можно сравнить поведение жидкого гелия с тем, что дает изложенная здесь элементарная теория бозе-газа. [12]
С одной стороны, сам гелий служит орудием для максимального охлаждения. А с другой - и это особенно важно - все удивительные события, связанные с поведением жидкого гелия, разыгрываются вблизи абсолютного нуля. [13]
Математическая модель твердого тела строится на основе статистической механики и квантовой теории. Проявление квантовых свойств материи становится особенно отчетливым вблизи 0 К; об этом, в частности, свидетельствует поведение жидкого гелия. По этой причине низкотемпературная область является незаменимой для экспериментального исследования различных свойств конденсированных систем. [14]
Если вначале при открытии этих необычных явлений существовала тенденция рассматривать их как предельные свойства материи при низких температурах, то сейчас очевидно, что они представляют более глубокий интерес. Сам факт появления высокоупорядоченных состояний при температурах, которые на два или на три порядка ниже температуры сжижения и затвердевания газов, может быть простой случайностью, вызванной особыми условиями на поверхности нашей планеты. Отнюдь не исключено, что во Вселенной в целом конденсация материи происходит таким образом, что упорядочение скоростей предшествует упорядочению состояний. Рассматривая поведение жидкого гелия, следует помнить, что явление сверхтекучести, открытое столь давно, может представлять лишь одну из сторон новой модели системы взаимодействующих частиц. Характерная аналогия между сверхпроводимостью, явлением, присущим совокупности легких заряженных частиц, подчиняющихся статистике Ферми-Дирака, и жидким гелием, системой незаряженных атомов, подчиняющейся статистике Бозе - Эйнштейна, казалось, подчеркивает одну и ту же природу нового состояния. Тот факт, что две довольно различные системы описываются одной моделью, указывает на то, что сама модель должна быть в высшей степени общей. По-видимому, эта модель обладает тем же родом общности, что и кристалл, который может быть создан многообразием таких сил, как ионные, ван-дер-ваальсовские или силы обменного взаимодействия. Кристалл при этом может состоять из совершенно различных атомов, и тем не менее он всегда будет иметь одни и те же основные свойства. [15]