Термодинамика и статистическая физика. Розман Г.А. - 129 стр.

                                                                     129
и другие необычные эффекты, например термомеханический эффект, зак-
лючающийся в том, что при вытекании гелия из сосуда по капилляру (при
Т<2,19 К) часть жидкости, оставшаяся в сосуде, нагревается.
      В 1940 году крупнейший советский физик – теоретик, также буду-
щий лауреат Нобелевской премии Лев Ландау дал объяснение необыч-
ным свойства жидкого гелия при температуре ниже 2,19 К. Согласно тео-
рии Ландау, при Т=2,19 К в гелии происходит фазовый переход второго
рода, не требующий затраты энергии: гелий распадается на две фазы. Не –
1 - это нормальная жидкость, состоящая из атомов с обычными свойства-
ми, в том числе, эти атомы обладают вязкостью, т.е. взаимодействуют как
между собой, так и со стенками сосуда. Другая часть – Не-2 – это сверхте-
кучая фаза, состоящая из атомов, перешедших на самый нижний энерге-
тический уровень. Этот процесс перехода и получил образное название
“конденсации”, хотя гелий уже находится в жидком состоянии. Атомы
гелия, будучи бозонами, перейдя на самое нижнее энергетическое состоя-
ние, перестают взаимодействовать как между собой, так и со стенками
сосуда – ведь у них наименьшая энергия и отдать ее они уже не могут.
Именно эта часть гелия вытекает из сосуда через любой капилляр, именно
эта часть гелия, вытекая из сосуда, не забирает с собой внутреннюю энер-
гию, а поэтому оставшийся в сосуде Не – 1 , имея меньшую массу, но ту же
внутреннюю энергию, нагревается.
      Аналогично объясняется и низкотемпературная сверхпроводи-
мость, обнаруженная в 1911 году Камерлинг – Оннесом. Теория этого
явления была построена в 1957 году тремя американскими физиками
Купером, Бардиным и Шрифером. Для объяснения потери сопротивле-
ния электрическому току у ряда веществ, они предложили рассматри-
вать в качестве носителей заряда не одиночные электроны, а их бозон-
ную пару, у которой спин оказывется целым числом (в единицах посто-
янной Планка) – это так называемые “куперовские пары”. При охлаж-
дении до определенной температуры, все электроны превращаются в
бозонные пары и перестают взаимодействовать как между собой, так и
с узлами кристаллической решетки, исчезает омическое сопротивление.
      Следует отметить, что сверхпроводимость уже нашла свое прак-
тическое применение – обмотки электромагнитов в ускорителях элемен-
тарных частиц охлаждают до сверхпроводящего состояния. Тем самым
через обмотки удается пропустить больший по величине ток и устра-
нить их нагрев (что и экономически выгодно). До сих пор свойство жид-
кого Не – 2 еще не нашло практического применения.
      В 1986 году была открыта высокотемпературная сверхпроводи-
мость (фазовый переход совершается почти при комнатных температу-
рах). Однако до сих пор теория этого явления не создана.