Cтраница 4
При охлаждении жидкого гелия до температуры 2 19 К он ведет себя, как обычная жидкость, которая называется гелий-1. В этом состоянии гелий представляет собой как бы смесь двух жидкостей, одна из которых яв ляется обычной жидкостью ( гелий-1), а другая представляет собой сверхтекучую компоненту, абсолютно лишенную вязкости. Эти две компоненты могут двигаться одна внутри другой без взаимодействия между собой. Оказалось, что увеличение сверхтекучей компоненты в гелии-II связано с понижением его температуры и при абсолютном нуле весь жидкий гелий должен перейти в сверхтекучее состояние. Таким образом, отфильтровывая сверхтекучую компоненту жидкого гелия при его протекании через капилляр, можно как угодно близко приближаться к температуре абсолютного нуля. Явление сверхтекучести гелия доказывает, что и при абсолютном нуле сохраняется движение молекул, препятствующее образованию кристаллической решетки гелия. [46]
Особое место среди простых веществ VIIIA-группы занимает гелий. Во-первых, это наиболее трудно сжижаемый газ; во-вторых, это единственный элемент, для которого твердое состояние достигается только при повышенном давлении ( около 25 - Ю6 Па), в-третьих, в жидком состоянии гелий обладает особыми свойствами. Эта жидкость с особыми и уникальными свойствами: она практически не обладает вязкостью ( сверхтекучесть), имеет колоссальную теплопроводность ( в 3 - 108 раз больше гелия-I), а также проявляет ряд других аномальных эффектов. Поэтому сверхтекучий Не - П называют квантовой жидкостью. Существует глубокая аналогия между сверхтекучестью гелия - П и сверхпроводимостью металлов. [47]
Упомянутые выше теории совершенно не учитывают квантовых эффектов, которые должны обнаруживаться при достаточно низких температурах. Единственной жидкостью, не замерзающей ( при обычном давлении) даже при абсолютном нуле температуры, является жидкий гелий. Теория эта, приведенная к более конкретной форме Е. М. Лифшицем, была затем блестяще подтверждена на опыте Пешковым. Несмотря на эти успехи, концепция Ландау в ряде отношений представляется спорной и, по-видимому, может быть заменена менее парадоксальной концепцией, основанной на последовательном применении к гелию статистики Бозе, которой должны подчиняться атомы гелия. Однако Лондону не удалось учесть взаимодействия между атомами гелия, который он трактовал как идеальный газ, ввиду чего намеченная им программа оставалась невыполненной. Эту программу удалось недавно ( в 1946 г.) выполнить советскому математику Н. Н. Боголюбову, который показал, что свойство сверхтекучести гелия может быть объяснено исходя из статистики Бозе при учете преобладания сил отталкивания между атомами над силами притяжения. [48]
Его теория эволюции, утверждавшая, что приобретенные признаки наследуются, оказала большое влияние на развитие эволюционных представлений в XIX веке, но позднее была опровергнута Чарлзом Дарвином. В книге философия зоологии Ламарк выдвинул предположение, что новые потребности, возникающие у организма, приводят к изменению его привычек и образа жизни и, как следствие, к изменению его морфологии, а затем приобретенные таким образом признаки передаются потомству. В частности, он полагал, что длинная шея жирафа - результат того, что это животное тянется за листьями, растущими высоко. В 1927 году ученый предложил описывать состояния системы с помощью матриц плотности в энергетическом представлении. В 1962 году Ландау был удостоен Нобелевской премии по физике за исследование сверхтекучести гелия. [49]
Из всех людей, которых я сам видел или знал, могу сравнить Ландау лишь с Ричардом Фейнманом, который многим известен по его книгам. Ландау, несомненно, не превосходил их своими научными достижениями и сам оценивал себя правильно, ставя упомянутых и некоторых других физиков выше себя по достижениям. И если я выделяю Ландау из всех, то потому, что оценка его класса складывается из многих ингредиентов. Научные достижения Ландау первоклассны - это квантовая теория жидкостей ( в частности, теория сверхтекучести гелия), теория фазовых переходов и ряд других прекрасных работ. [50]