К 100-летию ожижения гелия
100 лет назад профессор Лейденского университета в Голландии лауреат Нобелевской премии Г. Камерлинг Оннес впервые получил жидкий гелий, достигнув тем самым температуры 4,2 К. Это знаменательное событие фактически явилось той вехой, от которой начинается отсчет современной физики низких температур....
Збережено в:
Дата: | 2008 |
---|---|
Автор: | |
Формат: | Стаття |
Мова: | Russian |
Опубліковано: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2008
|
Назва видання: | Физика низких температур |
Теми: | |
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116911 |
Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Цитувати: | К 100-летию ожижения гелия / Э.Я. Рудавский // Физика низких температур. — 2008. — Т. 34, № 4-5. — С.319-320. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-116911 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-1169112017-06-04T08:20:09Z К 100-летию ожижения гелия Рудавский, Э.Я. К 100-летию получения жидкого гелия Вступление 100 лет назад профессор Лейденского университета в Голландии лауреат Нобелевской премии Г. Камерлинг Оннес впервые получил жидкий гелий, достигнув тем самым температуры 4,2 К. Это знаменательное событие фактически явилось той вехой, от которой начинается отсчет современной физики низких температур. 2008 Article К 100-летию ожижения гелия / Э.Я. Рудавский // Физика низких температур. — 2008. — Т. 34, № 4-5. — С.319-320. — рос. 0132-6414 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116911 ru Физика низких температур Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
topic |
К 100-летию получения жидкого гелия Вступление К 100-летию получения жидкого гелия Вступление |
spellingShingle |
К 100-летию получения жидкого гелия Вступление К 100-летию получения жидкого гелия Вступление Рудавский, Э.Я. К 100-летию ожижения гелия Физика низких температур |
description |
100 лет назад профессор Лейденского университета в Голландии лауреат Нобелевской премии Г. Камерлинг Оннес впервые получил жидкий гелий, достигнув тем самым температуры 4,2 К. Это знаменательное событие фактически явилось той вехой, от которой начинается отсчет современной физики низких температур. |
format |
Article |
author |
Рудавский, Э.Я. |
author_facet |
Рудавский, Э.Я. |
author_sort |
Рудавский, Э.Я. |
title |
К 100-летию ожижения гелия |
title_short |
К 100-летию ожижения гелия |
title_full |
К 100-летию ожижения гелия |
title_fullStr |
К 100-летию ожижения гелия |
title_full_unstemmed |
К 100-летию ожижения гелия |
title_sort |
к 100-летию ожижения гелия |
publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
publishDate |
2008 |
topic_facet |
К 100-летию получения жидкого гелия Вступление |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116911 |
citation_txt |
К 100-летию ожижения гелия / Э.Я. Рудавский // Физика низких температур. — 2008. — Т. 34, № 4-5. — С.319-320. — рос. |
series |
Физика низких температур |
work_keys_str_mv |
AT rudavskijéâ k100letiûožiženiâgeliâ |
first_indexed |
2025-07-08T11:18:18Z |
last_indexed |
2025-07-08T11:18:18Z |
_version_ |
1837077363973685248 |
fulltext |
Ê 100-ëåòèþ îæèæåíèÿ ãåëèÿ
100 ëåò íàçàä ïðîôåññîð Ëåéäåíñêîãî óíèâåð-
ñèòåòà â Ãîëëàíäèè ëàóðåàò Íîáåëåâñêîé ïðåìèè
Ã. Êàìåðëèíã Îííåñ âïåðâûå ïîëó÷èë æèäêèé ãåëèé,
äîñòèãíóâ òåì ñàìûì òåìïåðàòóðû 4,2 Ê. Ýòî çíàìå-
íàòåëüíîå ñîáûòèå ôàêòè÷åñêè ÿâèëîñü òîé âåõîé, îò
êîòîðîé íà÷èíàåòñÿ îòñ÷åò ñîâðåìåííîé ôèçèêè íèç-
êèõ òåìïåðàòóð. Îæèæåíèå ãåëèÿ, ñ îäíîé ñòîðîíû,
ñäåëàëî äîñòóïíîé íîâóþ îáëàñòü òåìïåðàòóð îò íå-
ñêîëüêèõ êåëüâèíîâ âïëîòü äî àáñîëþòíîãî íóëÿ.
Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ïîëó÷åíèå æèäêîãî ãåëèÿ ïîëîæè-
ëî íà÷àëî íîâîìó ôóíäàìåíòàëüíîìó íàïðàâëåíèþ,
ñâÿçàííîìó ñ èçó÷åíèåì íåîáû÷íûõ ñâîéñòâ êîíäåí-
ñèðîâàííûõ ôàç ñàìîãî ãåëèÿ.
Äàëüíåéøåå ðàçâèòèå ôèçèêè íèçêèõ òåìïåðàòóð
ïîêàçàëî, ÷òî ïðîáëåìà ãåëèÿ ÿâëÿåòñÿ î÷åíü èíòåðåñ-
íîé, àêòóàëüíîé è ìíîãîãðàííîé. Æèäêèé ãåëèé —
åäèíñòâåííàÿ â ïðèðîäå êâàíòîâàÿ æèäêîñòü, ãäå
êâàíòîâûå ýôôåêòû ïðîÿâëÿþòñÿ ðàíüøå, ÷åì æèä-
êîñòü çàòâåðäåâàåò. Ïðè ýòîì îáà ñòàáèëüíûõ èçîòîïà
ãåëèÿ — 4Íå è 3Íå — ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ îáðà-
çóþò êâàíòîâûå æèäêîñòè, îäíàêî ðàçëè÷íîé ôèçè-
÷åñêîé ïðèðîäû. Æèäêîñòü, ñîñòîÿùàÿ èç àòîìîâ 4Íå,
ò.å. èç ÷àñòèö, ïîä÷èíÿþùèõñÿ ñòàòèñòèêå Áîçå, îáðà-
çóåò êâàíòîâóþ æèäêîñòü áîçåâñêîãî òèïà, îáëàäàþ-
ùóþ íåîáû÷íûìè ñâîéñòâàìè. Êëþ÷îì ê ïîíèìàíèþ
ýòèõ ñâîéñòâ ñëóæèò ÿâëåíèå ñâåðõòåêó÷åñòè, îòêðû-
òîå 70 ëåò íàçàä â Ìîñêâå ëàóðåàòîì Íîáåëåâñêîé
ïðåìèè Ï.Ë. Êàïèöåé. Ïîñëåäîâàòåëüíàÿ òåîðèÿ
ñâåðõòåêó÷åñòè áûëà ïîñòðîåíà åùå îäíèì Íîáåëåâ-
ñêèì ëàóðåàòîì Ë.Ä. Ëàíäàó, êîòîðûé óñòàíîâèë ñâÿçü
ìåæäó ÿâëåíèåì ñâåðõòåêó÷åñòè è êâàíòîâûìè ñâîé-
ñòâàìè æèäêîãî ãåëèÿ.
Äðóãîé ñòàáèëüíûé èçîòîï ãåëèÿ 3Íå îáðàçóåò
êâàíòîâóþ æèäêîñòü ôåðìèåâñêîãî òèïà, âî ìíîãîì
íàïîìèíàþùóþ ñâîéñòâà ýëåêòðîííîé ñèñòåìû â ìå-
òàëëàõ. Îêàçàëîñü, ÷òî ïî àíàëîãèè ñ îáðàçîâàíèåì
ýëåêòðîííûõ êóïåðîâñêèõ ïàð â ñâåðõïðîâîäÿùèõ ìå-
òàëëàõ â æèäêîì 3Íå òàêæå ìîãóò îáðàçîâûâàòüñÿ êó-
ïåðîâñêèå ïàðû, êîòîðûå ñîñòîÿò èç àòîìîâ 3Íå, ÷òî
ïðèâîäèò ê ñâåðõòåêó÷åñòè 3Íå. Ïîñëå äëèòåëüíûõ
ïîèñêîâ ñâåðõòåêó÷åñòü 3Íå áûëà îáíàðóæåíà 35 ëåò
íàçàä Ä. Îøåðîâûì, Ð. Ðè÷àðäñîíîì è Ä. Ëè â îáëàñòè
ìèëëèêåëüâèíîâûõ òåìïåðàòóð. Ýòà ðàáîòà òàêæå áû-
ëà îòìå÷åíà Íîáåëåâñêîé ïðåìèåé.
Îñîáûé êëàññ êâàíòîâûõ æèäêîñòåé îáðàçóþò ðàñ-
òâîðû èçîòîïîâ ãåëèÿ 3Íå–4Íå, â êîòîðûõ îäíîâðå-
ìåííî ïðèñóòñòâóþò ýëåìåíòàðíûå âîçáóæäåíèÿ,
ïîä÷èíÿþùèåñÿ ðàçëè÷íûì ñòàòèñòèêàì. Êðîìå ôóí-
äàìåíòàëüíîãî èíòåðåñà, òàêàÿ ñèñòåìà ïîçâîëèëà
ðåàëèçîâàòü íàèáîëåå ýôôåêòèâíûé ìåòîä ïîëó÷åíèÿ
ñâåðõíèçêèõ òåìïåðàòóð, îñíîâàííûé íà ðàñòâîðåíèè
3Íå â 4Íå.
 ïðîáëåìå ãåëèÿ îòäåëüíîå ìåñòî çàíèìàåò òâåð-
äûé ãåëèé, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå ÿðêèì ïðåä-
ñòàâèòåëåì êâàíòîâûõ êðèñòàëëîâ. Ïîä âëèÿíèåì
áîëüøèõ íóëåâûõ êîëåáàíèé ïðèìåñè è äåôåêòû â
êðèñòàëëàõ ãåëèÿ ìîãóò ëåãêî òóííåëèðîâàòü è ïðèîá-
ðåòàòü ñâîéñòâà êâàçè÷àñòèö, ñïîñîáíûõ äâèãàòüñÿ ïî
âñåìó êðèñòàëëó. Â ïîñëåäíåå âðåìÿ áîëüøîå âíè-
Ã. Êàìåðëèíã Îííåñ (1853–1926 ãã.).
Ïîðòðåò íàðèñîâàí åãî ïëåìÿííèêîì (1922 ã.)
ìàíèå óäåëÿåòñÿ ïîèñêó íîâîãî ñîñòîÿíèÿ òâåðäîãî
ãåëèÿ — supersolidity, â êîòîðîì îäíîâðåìåííî ñî-
õðàíÿåòñÿ êðèñòàëëè÷åñêèé ïîðÿäîê è ïðèñóòñòâóåò
ñâåðõòåêó÷åñòü.
Òðàäèöèîííî ê ïðîáëåìå ãåëèÿ ïðèìûêàåò êðóã
âîïðîñîâ, ñâÿçàííûõ ñ ïîâåäåíèåì ýëåêòðè÷åñêèõ çà-
ðÿäîâ â æèäêîì ãåëèè. Îêàçàëîñü, ÷òî ýôôåêòèâíûå
ìàññû êàê ïîëîæèòåëüíûõ, òàê è îòðèöàòåëüíûõ çàðÿ-
äîâ âî ìíîãî ðàç ïðåâîñõîäÿò ìàññó àòîìà ãåëèÿ. Íå-
ñìîòðÿ íà ìàëóþ ïëîòíîñòü è ïîëÿðèçóåìîñòü æèäêî-
ãî ãåëèÿ, ýëåêòðîíû íå ìîãóò ñâîáîäíî ïåðåìåùàòüñÿ
â íåì. Îñîáîå ñîñòîÿíèå âîçíèêàåò, åñëè ýëåêòðîíû
íàõîäÿòñÿ íà ãðàíèöå æèäêîñòü–ïàð, ãäå îíè ëîêàëè-
çóþòñÿ íà ðàññòîÿíèè ~ 100 � îò ïîâåðõíîñòè æèäêîãî
ãåëèÿ, îáðàçóÿ óíèêàëüíóþ íèçêîðàçìåðíóþ ñèñòåìó
ïîâåðõíîñòíûõ ýëåêòðîíîâ, ñâîáîäíóþ îò ïðèìåñåé.
×òî æå êàñàåòñÿ ñâåðõòåêó÷åñòè, òî ýòî ÿâëåíèå,
êàê áûëî ïîêàçàíî ïîçäíåå, íå ÿâëÿåòñÿ ÷åì-òî èñêëþ-
÷èòåëüíûì, ïðèñóùèì òîëüêî ãåëèþ.  òîì èëè èíîì
âèäå ýòî ÿâëåíèå ïðîÿâëÿåòñÿ âî ìíîãèõ ìàêðîñêîïè-
÷åñêèõ ñèñòåìàõ â îáëàñòè äåéñòâèÿ êâàíòîâûõ çà-
êîíîìåðíîñòåé. Èäåè è ìåòîäû, ðàçâèòûå â ôèçèêå
ãåëèÿ, îêàçàëèñü ñòîëü ïëîäîòâîðíûìè, ÷òî áûëè èñ-
ïîëüçîâàíû â äðóãèõ îáëàñòÿõ ñîâðåìåííîé ôèçèêè.
Îòñþäà òàêàÿ âûñîêàÿ êîíöåíòðàöèÿ Íîáåëåâñêèõ
ïðåìèé, ñâÿçàííûõ ñ èññëåäîâàíèåì ãåëèÿ.
Äàííûé ñïåöèàëüíûé âûïóñê æóðíàëà «Ôèçèêà
íèçêèõ òåìïåðàòóð», ïîñâÿùåííûé 100-ëåòèþ æèäêî-
ãî ãåëèÿ, îáúåäèíÿåò ñåðèþ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ è òåî-
ðåòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé, âûïîëíåííûõ â óêàçàííûõ
âûøå íàïðàâëåíèÿõ ñîâðåìåííîé ôèçèêè ãåëèÿ. Íàðÿ-
äó ñ ôóíäàìåíòàëüíûìè ôèçè÷åñêèìè èññëåäîâàíèÿ-
ìè, â âûïóñê âêëþ÷åíà òàêæå ðàáîòà, èëëþñòðèðóþ-
ùàÿ îäíî èç âàæíûõ ïðèìåíåíèé ãåëèÿ — â òåõíèêå
ñâåðõíèçêèõ òåìïåðàòóð.  ýòîì ãîäó íà÷èíàåòñÿ âòî-
ðîå 100-ëåòèå èññëåäîâàíèé ïðîáëåìû ãåëèÿ. Îïóáëè-
êîâàííûå â äàííîì âûïóñêå ðàáîòû ïîêàçûâàþò, ÷òî
ýòó äàòó ôèçèêà ãåëèÿ âñòðå÷àåò ñ íîâûìè èíòåðåñíû-
ìè èäåÿìè è ðàçðàáîòêàìè.
Ý.ß. Ðóäàâñêèé,
ðåäàêòîð âûïóñêà
320 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2008, ò. 34, ¹ 4/5
|