Cтраница 2
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 глубоки. Сам факт появления высокоуиорядочешшх состояний при температурах, которые на два пли 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, н 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, вап-дер-ваальсовские пли 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. [16]
В сентябре 1987 года в Лос-Анджелес приехала делегация из Советского Союза, которая должна была обговорить план выставки. Капица был напрямую связан с одним из глобальных вкладом в науку, который сделал Фейнман: он был сыном Петра Капицы, получившим Нобелевскую премию в 1978 году за работу, проделанную им в 1930 - е - 1940 - е годы, по жидкому гелию II в физике низких температур. Именно Петр Капица придумал термин сверхтекучий, чтобы описать поведение жидкого гелия при очень низких температурах. [17]
Примером вырожденного газа Бозе является жидкий гелий II при низких температурах. Свойства гелия наиболее благоприятны для изучения явления вырождения, хотя, казалось бы, водород, как более легкий, должен в большей степени обнаруживать вырождение. Изотоп гелия Не4, состоящий из четырех нуклонов и двух электронов, следует статистике Бозе. Работы Кеезо-ма, Капицы, Ландау и других исследователей показали, что при температуре 2 2 К гелий испытывает фазовое превращение и переходит в жидкий гелий II, свойства которого являются аномальными. В твердое состояние гелий переходит только при давлениях свыше 25 атм. Многие свойства жидкого гелия II, например его сверхтекучесть, совпадают с теми, которые предсказывает теория вырождения газов из частиц Бозе. Хотя величины отступлений от идеальности в поведении жидкого гелия, найденные из теории вырождения газов одного порядка с отступлениями, обусловленными поправками Ван-дер - Ваальса, все же большинство исследователей считает, что наблюдаемые отступления вызываются как действием молекулярных сил, так и вырождением. Поэтому изучение свойств жидкого гелия II представляет большой интерес с точки зрения проверки некоторых положений квантовой статистики. [18]