Cтраница 4
Наблюдаемые изменения строения и физических свойств системы настолько велики, что можно говорить о различных фазах. Сюда можно отнести переходы жидкого гелия в сверхтекучее состояние; процессы упорядочения ( образования сверхструктур) в сплавах; фазовые переходы, связанные с началом заторможенного вращения отдельных групп в кристаллической решетке сложного соединения; фазовые переходы, обусловленные непрерывным изменением симметрии решетки за счет искажений решетки; переход вещества к сверхпроводимости; переходы в сегнетоэлектриках; изменение ферромагнитных свойств. [46]
Бо многих веществах наблюдается переход из смек - тической С-фазы в более высокотемпературную смек-тическую Л - фазу. Этот переход должен быть аналогичен переходу Не4 в сверхтекучее состояние. Но в от -; личие от Не4 свойства среды вблизи перехода А-С количественно согласуются с приближением среднего поля ( подходом Ландау), Только недавно было осознано, что причины здесь те же, что и привлеченные Гинзбургом [12] для объяснен-йя применимости приближения среднего поля к сверхпроводникам. Но если затравочная корреляционная длина велика, как это имеет место в сверхпроводнике, то вещество может и не войти в критический режим, пока температура не подойдет очень близко к Тс. Оказывается, что для большинства пере-ж дов А - С в смектиках затравочная длина действительно велика, главным образом потому, что молеку-лы упакованы параяжелБЖ), друг другу силами ориентацию ншт шаимхэдейсхвия и большое числи молекул можно на клонить ляшь од шувремшни. Спшщалжеты по магнетизму легко увидят здесь полную аналогиш с: процессами спиновой реериентации, подчиняющимися модели среднего поля. [47]
Между Hell и сверхпроводниками имеется, однако, весьма существенное различие, из-за которого теория для Не II значительно менее полезна. Наличие в случае жидкого гелия аномалии в Я-точке означает, что переход в сверхтекучее состояние ни в коем случае не является идеальным фазовым переходом второго рода, вследствие чего теория ГП, строго говоря, неприменима. [48]
Хотя экспериментально бозе-конден-сацию наблюдать не удается, так как все известные газы снижаются еще при температуре значительно выше Тс, теория вырожденного бозе-газа представляет большой принципиальный интерес. Как было показано Боголюбовым, в неидеальном бозе-газе аналогом бозе-конденсации является переход в сверхтекучее состояние. Для Не4 температура бозе-конденсации Гс 3 13 К, а переход его в сверхтекучее состояние наблюдается при 7 2 19 К. [49]
Как впервые показал Ландау, фононы лишь частично ответственны за инерционные свойства жидкости, в которой они существуют. Если они являются единственными - возбуждениями, то в принципе температуру перехода из сверхтекучего состояния в нормальное можно найти, определив ту температуру, при которой масса, соответствующая фононному газу, равна массе всей жидкости. [50]
Тем не менее оба изотопа в сжиженном состоянии ведут себя совершенно различно. Как было указано ь § 5, жидкий Не4 при температуре 2 2 К переходит в особое сверхтекучее состояние, в котором он способен проходить сквозь тончайшие капилляры, не обнаруживая вязкости. Атомы гелия с атомным весом 4 не имеют ядерного спина и поэтому подчиняются статистике Бозе. В связи с этим ниже температуры перехода часть атомов находится в состоянии с нулевой энергией. Это надо понимать в смысле квантового принципа суперпозиции: состояние с нулевой энергией примешано к состоянию каждого атома, входя в амплитуду вероятности его состояния. Соответственно этому Не3 подчиняется статистике Ферми. Если бы оба изотопа были газами, то вопрос о различии между ними решался бы очень просто: ферми-газ не имеет тенденции собираться в одном состоянии, так как это противоречило бы принципу Паули. [51]
Предложен вариационный принцип для приближенного вычисления функций Грина бозе-систем. Развитый подход дает фуйкции Грина с качественно правильным поведением на больших расстояниях вне окрестности фазового перехода в сверхтекучее состояние. [52]