Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1983.
- явление бездиссипативного переноса массы в макроскопич. 4 Не(см. Гелий жидкий )П. Л. Капицей (1938) и в жидком 3 НеД. Ошеровым, Р. Ричардсоном и Д. Ли (D. Osheroff, R. Richardson, D. Lee,1972). Бездиссипативное (незатухающее) движение обеспечивается когерентностьюфаз макроскопич. числа частиц квантовой жидкости (см. Когерентное состояние). Аналогична природа явления сверхпроводимости, а также явленияспиновой сверхтекучести - бездиссипативного переноса намагниченности всверхтекучем 3 Не-В.
Сверхтекучее состояние обладает дальним порядком (см. Дальний и ближнийпорядок )и возникает в квантовом статистич. ансамбле тождественныхчастиц в результате фазового перехода 2-го рода при охлаждении ниже темп-ры Т с перехода в сверхтекучее состояние. Для жидкого 4 Не Т с=2,17 К при давлении насыщенных паров, для жидкого 3 Не Т с =2,7*10)-3 К при давлении 34 атм и Т с=0,9*10~3 К при давлении насыщенных паров. Механизмы образованиясверхтекучего состояния и вид его параметра порядка, отличного отнуля при Т< Т с и равного нулю при Т > Т с, могут быть самыми разнообразными.
В жидком 4 Не, состоящем из сферически симметричных атомовсо спином S = 0, параметром порядка служит комплексная ф-ция ехр if, имеющая смысл квантовомеханич. волновой ф-ции частиц, участвующихв когерентном движении. Состояния сверхтекучего 4 Не с разл. и (напр.,между сообщающимися сосудами с 4 Не, соединёнными достаточнотонким каналом) возникает поток частиц ,зависящий от разности фаз (аналог стационарного Джозефсона эффекта). Состояния с фазами, различающимисяна (гдеN - целое число), обладающие одним и тем же значением параметра порядка ,эквивалентны. Т. о., имеется непрерывный набор вырожденных состояний, характеризующихсяразл. значениями фазы от 0 до .Тем самым произвол в выборе фазы, носящий название калибровочной симметрииили U(1)-симметрии, в сверхтекучей жидкости отсутствует. Иными словами, Спонтанноенарушение симметрии).
Если фаза зависитот координат, то в жидкости возникает когерентное сверхтекучее движениес локальной скоростью , где т - масса атома 4 Не. Скорость сверхтекучего движения(сверхтекучая скорость) в 4 Не потенциальна (см. Потенциальноетечение).
Доля жидкости, принимающая участие в сверхтекучем движении, наз. сверхтекучейкомпонентой. Плотность сверхтекучей компоненты в жидком 4 Не при Т= 0 совпадает с полной плотностьюжидкости и уменьшается с повышением темп-ры до нуля при Т= Т с. Значение отлично от нуля только в сверхтекучем состоянии, поэтому часто комплексныйпараметр порядка выбирают так, чтобы Остальная часть жидкости с плотностью образует нормальную компоненту,при низких темп-pax представляющую собой совокупность элементарных возбуждений( квазичастиц )двух типов - фононов и ротонов (см. Ландау теория сверхтекучести). Величина при низких Т определяется спектром элементарных возбуждений :
Здесь - ф-ция распределения квазичастиц, р- импульс частицы. Отсутствиенормальной компоненты при Т =0 - следствие формы спектра элементарныхвозбуждений в 4 Не. В принципе возможны и существуют сверхтекучиесистемы (3 Не-A, бесщелевые сверхпроводники, раствор 3 Нев сверхтекучем 4 Не) с ненулевой плотностью нормальной компонентыпри Т =0.
Как и всякая обычная жидкость, нормальная компонента обладает вязкостью, v п, так что масса в сверхтекучем 4 Непереносится с двумя скоростями: полный поток частиц . Когерентное сверхтекучее движение не обладает энтропией. Всё тепловоедвижение в сверхтекучей жидкости связано с её нормальной составляющей. vn и может происходить без переноса массы, т. е. при .Это приводит к существованию двух типов колебаний (звуков) в объёме сверхтекучего 4 Не:помимо обычного звука - колебаний плотности и тока (т. н. первый звук),возможно распространение колебаний иного типа - второго звука, представляющегособой волны энтропии, или температурные волны (см. Звук в сверхтекучемгелии).
Двухскоростная гидродинамика Ландау, кроме ур-ний, содержащих обычныегидродинамич. переменные (,j, энтропию 5), включает ур-ние и для сверхтекучей скорости:
где - химический потенциал, выраженный через те же гидродинамич. переменные. 4 Не: для поддержаниястационарного течения сверхтекучей компоненты не требуется разности хим. приводит к ускорению сверхтекучей компоненты.
Отсутствие диссипации при стационарном течении сверхтекучей компонентыобнаруживается при наблюдении долгоживущего циркуляц. движения жидкостив кольцевом канале. В силу непрерывности параметра порядка фаза может измениться при обходе канала лишь на , что приводит к квантованию циркуляции сверхтекучей скорости Тем самым всевозможные течения разбиваются на классы течений, характеризуемыецелочисленным инвариантом N. Течения внутри одного класса с данным . могут непрерывно переходить друг в друга, а переходы между течениямиразных классов требуют появления разрывов в поле .Т. к. разрывам соответствует бесконечный рост сверхтекучей скорости, то разрывы возможны, обращается в нуль, т. е. в точках разрыва сверхтекучее состояние разрушается. Последнее требует затрат энергии исоздаёт существ. потенц. барьер между течениями с различными N, в результатечего циркуляц. течение в неодносвязном канале чрезвычайно устойчиво. Существованиецелочисленного инварианта в сверхтекучем 4 Не является следствиемнетривиальной топологии пространства вырождения R. В сверхтекучем 4 НеR-область изменения фазы от 0 до - окружность. В др. сверхтекучих жидкостях пространство вырождения можетбыть другим, при этом изменяется и классификация непрерывных течений внеодносвязных каналах.
Независимость сверхтекучего и нормального движений в сверхтекучем 4 Неимеет место только при достаточно малой разности скоростей w= vs- vn. С увеличением w между её компонентами можетвозникнуть эфф. трение, препятствующее дальнейшему увеличению относительнойскорости. В 4 Не имеется два механизма возникновения взаимноготрения. Первый связан с тем, что начиная с нек-рой критич. скорости wc наблюдаетсяспонтанное рождение квазичастиц. Величина в 4 Не составляет 60 м/с. Каждая родившаяся квазичастица увеличивает импульс нормальной компоненты на величину р за счёт импульса сверхтекучей компоненты, что приводит к взаимному трению. Изменение в этом процессе происходит за счёт уменьшения при сохранении vs.
Второй механизм связан с рождением и движением топологич. объектов -квантованных вихрей (см. Квантованные вихри в гелии), представляющихсобой особые линии, при обходе вокруг к-рых по замкнутому контуру фазаf изменяется на , и следовательно циркуляция скорости vs квантуется:[Л. Онсагер (L. Onsager), 1948]. На самой линии вихря фаза f не определена, его модуль должен обращаться в нуль, т. е. С. на оси вихря отсутствует. отличается от равновесного, наз. сердцевиной или к о р о м вихря. В сверхтекучем 4 Неустойчивы вихри только с , вихри с большими N распадаются на вихри е единичными квантамициркуляции сохранением N, напр..Квантованные вихри испытывают трение со стороны нормальной компоненты благодарярассеянию квазичастиц на коре вихря, поэтому в равновесии вихри движутсявместе с нормальной компонентой. Вихрь также является агентом, переносящимимпульс между сверхтекучей и нормальной компонентами , но в отличие отквазичастичного механизма взаимного трения вихревой механизм приводит кизменению vs: каждый вихрь, пересекая канал, уменьшаетили увеличивает набег (прирост) фазы ф в канале на ,изменяя тем самым vs. Этот процесс, называемый проскальзываниемфазы, может происходить в непрерывном (турбулентном) режиме и приводитьк взаимному трению, если w превышает критич. скорость рождения вихрей ,где R - радиус канала,- радиус кора вихря,.Для поддержания такого диссипативного движения сверхтекучей компонентытребуется разность давлений на концах канала. Ускорение сверхтекучей компоненты, Наряду с турбулентным вихревым движением сверхтекучей компоненты наблюдаютсяи отд. процессы проскальзывания фазы при течении сверхтекучей жидкостичерез узкое отверстие [О. Авенель, Э. Вароко (О. Avenel, E. Varoquaux),1985], соединяющее два сообщающихся сосуда. Такой процесс квантованногоизменения разности фаз , сопровождаемый скачками разности давлений, представляет собой аналогнестационарного эффекта Джозефсона в сверхтекучей жидкости.
Квантованные вихри возникают не только как метастабильные образованияв динамич. процессах сверхтекучего движения. Во вращающемся с угл. скоростью . сосуде со сверхтекучей жидкостью периодич. решётка вихрей являетсяосн. состоянием системы, аналогичным решётке вихрей Абрикосова, возникающейв сверхпроводниках 2-го рода в магн. поле. Это связано с тем, что во вращающемсясосуде минимум энергии системы соответствует твердотельному вращению всейжидкости со скоростью , т. е.,но такое состояние не реализуется из-за потенциальности движения сверхтекучейкомпоненты в 4 Не. Система параллельных квантованных вихрей сциркуляцией h/m в каждом вихре создаёт ср. завихренность , где га -число вихрей на единице площади. В равновесии ,и вихри имитируют твердотельное вращение сверхтекучей жидкости со ср. скоростью
С микроскопич. точки зрения, сверхтекучесть в 4 Не связанас явлением Бозе - Эйнштейна конденсации, хорошо изученным на примеремодели слабонеидеального бозе-газа (Н. Н. Боголюбов, 1947). Когерентноесверхтекучее состояние возникает в результате перехода макроскопич. частиатомов в состояние бозе-конденсата. В случае слабого взаимодействия частицбозе-конденсация означает накопление атомов в одно-частичном состояниис наим. энергией, соответствующей нулевому импульсу. Атомы, находящиесяв бозе-конденсате, описываются одной и той же волновой ф-цией, и поэтомуих движение макроскопически когерентно. Параметр порядка ф определяетсяв этом случае как ср. значение по статистич. ансамблю от квантовомеханич. уничтожения атомов 4 Не в формализме вторичного квантования. Модуль параметра порядка при таком определении совпадает с плотностью n0 атомов, имеющих нулевой импульс:. Плотность бозе-конденсата n0 при Т = 0 в слабонеидеальномбозе-газе не совпадает с плотностью газа (совпадение имеет место лишь видеальном бозе-газе). В реальном сверхтекучем 4 Не величина n0,измеренная посредством рассеяния нейтронов, составляет при низких темп-paxвсего ,что указывает на весьма сильное взаимодействие атомов 4 Не междусобой. С др. стороны, плотность сверхтекучей компоненты как в слабонеидеальномбозе-газе, так и в 4 Не при Т = 0 совпадает с плотностью жидкости, 0, а вместе с ней и параметр порядка сверхтекучего состояния могут обратиться в нуль.
Существование параметра порядка ,являясь достаточным условием С., не является при этом необходимым её условием. при любой конечной темп-ре. Причиной этого являются растущие с ростом размеровплёнки тепловые флуктуации фазы [П. Хоэнберг (P. Hohenberg), 1967]. Темне менее имеется темп-ра перехода Т с, ниже к-рой возникаетсверхтекучая компонента с плотностью .При низких темп-рах в сверхтекучей плёнке хорошо выражен ближний порядок: фазы параметра порядкав точках r и r' сильно коррелируют между собой. Разностьфаз
существенно меньше вплотьдо расстояний . На больших расстояниях правая часть ф-лы (3) расходится, свидетельствуяоб отсутствии дальнего порядка, но сохраняется т. н. топологический дальнийпорядок, связанный с тем, что набег фазы на позамкнутому контуру сохраняется несмотря на флуктуации. В результате хорошоопределены квантованные вихри, а в замкнутой кольцевой плёнке возможныразл. классы незатухающих течений с разными квантами циркуляции N (В. В отличие от трёхмерного случая, С. в плёнке возникает скачком, причёмвеличина скачка связана с темп-рой перехода универсальным соотношением:
[Дж. Костерлиц, Д. Таулес (J. Kosterlitz, D. Thouless), 1973]. ИсчезновениеС. связано с образованием при Т = Т с квантованных вихрейпротивоположного знака с N=1,к-рые разрушают топологический дальний порядок. Соотношение (4) для плёнки 4 Непроверено экспериментально [Д. Бишоп, Дж. Реппи (D. Bishop, J. Reppy),1978].
В жидком 3 Не, состоящем из атомов со спином 1/2,переход в сверхтекучее состояние происходит так же, как и переход в сверхпроводящеесостояние в металлах, посредством Купера эффекта - объединения квазичастицс противоположными импульсами р и - р вблизи ферми-поверхности впары. Т. о., сверхтекучее состояние ферми-жидкостей характеризуется появлениемотличного от нуля среднего по статистич. ансамблю от произведения двухоператоров уничтожения:
Здесь индексы нумеруют проекции спина частиц. Образование такого аномального среднегоозначает нарушение калибровочной инвариантности: при калибровочном преобразованииоператор переходит в , что не меняет энергию системы, но изменяет ф-цию F, характеризующуюсостояние системы,. Как и в сверхтекучем 4 Не нарушение калибровочной симметрииприводит к С., т. е. к существованию бездиссипативного переноса массы всверхтекучем 3 Не или электрич. заряда в сверхпроводниках. Физ. , т. е. совокупностью преобразований, сохраняющих её значение. Системы, ,обладают одинаковыми сверхтекучими (сверхпроводящими) свойствами, в соответствиис чем все сверхпроводящие и сверхтекучие системы разбиваются на классысистем с одинаковой симметрией. Так, обычный сверхпроводник с s-cпaриваниемквазичастиц обладает изотропной по импульсам и спинам ф-цией F итем самым относится к тому же классу С., что и сверхтекучий 4 Нес изотропным и бесспиновым параметром порядка ,и поэтому имеет с ним много сходного, несмотря на др. механизм образованиякогерентного состояния.
В отличие от обычных сверхпроводников, куперовские пары в 3 Необладают спином S= 1 и орбитальным моментом L =1, т. е. F у 3 Не не является изотропной. В результате всетри известные сверхтекучие фазы 3 Не (3 Не-B, 3 Не-A,3He-A1 )относятся к разл. классам С., причём ни один из этих классов не совпадаетс классом С. обычного сверхпроводника и 4 Не. В то время как 3 Не-В по своим сверхтекучим свойствам очень похож на сверхтекучий 4 Не, отличаясь от него другими (магнитными и жидкокристаллическими)свойствами, фаза А резко выделена своими сверхтекучими свойствами. F Л-фазы:
где - матрицы Паули; d - единичный вектор, задающий направление спонтанноймагн. анизотропии в А-фазе; единичные векторы и ортогональныдруг другу, причём их векторное произведение l определяет направлениеспонтанного орбитального момента куперовской пары и жидкокристаллич. осьанизотропии Л-фазы. Для сверхтекучих свойств здесь существенно, что одновременнос нарушением калибровочной симметрии [группы U(1)]нарушенасимметрия относительно пространственных вращений (группа SО 3),т. к. состояние Л-фазы характеризуется тройкой векторов к-рые преобразуются при вращениях координатного пространства (см. Гелийжидкий). При этом сохраняется комбиниров. симметрия U комб(1), соответствующая неизменности F при калибровочных преобразованиях, вокругвектора l. Это приводит к след. сверхтекучим свойствам, зависящимот жидкокристаллич. анизотропии Л-фазы.
1. Плотность сверхтекучей компоненты является одноосным тензором, т. ток js, вообще говоря, не параллелен vs:
Здесь - Кронекера символ, по повторяющимся индексам осуществляется суммирование, и при
2. Если вектор l меняется в пространстве, то скорость сверхтекучеготечения не является потенциальной: циркуляция по замкнутому контуру зависит от пути интегрирования и может приниматьлюбые, а не только квантованные значения, т. е. потенциальность течения- отнюдь не обязательный атрибут сверхтекучего движения.
3. В кольцевых каналах достаточно большого радиуса существуют толькодва класса течений, в то время как при включении достаточно сильного магн. N, как в 4 Не, а в ряде случаевдаже двумя целочисленными индексами N1 и N2. Такоеразнообразие свойств является следствием особенностей топологич. структурыпространства вырожденных состояний в Л-фазе.
4. Отличие этого пространства состояний от окружности, имеющей местов сверхтекучем 4 Не, приводит также к др. свойствам квантованныхвихрей по сравнению с 4 Не. Так, вихрь с одним квантом циркуляции(квант циркуляции в сверхтекучем 3 Не равен ) имеет сингулярный кор, внутри к-рого сверхтекучее состояние отличаетсяот А-фазы, а вихрь с двумя квантами циркуляции вообще не имеет сингулярногокора и поэтому часто бывает энергетически более выгодным, чем два одноквантовыхвихря. При вращении сосуда в присутствии магн. поля возникают вихревыерешётки, состоящие как из сингулярных, так и несингулярных вихрей. Приуменьшении поля решётка несингулярных вихрей становится энергетически болеевыгодной, образуя непрерывную периодич. структуру вектора l с твердотельным(в ср.) распределением скорости сверхтекучего движения .Существенно, что С. не нарушена ни в одном из вихрей: внутри сингулярногокора одноквантового вихря вместо нормальной жидкости формируется ещё однасверхтекучая фаза - т. н. полярная фаза. Даже в 3 Не-В, где всевихри, как и в 4 Не, сингулярны, кор вихря тем не менее являетсясверхтекучим: помимо Л-фазы в коре имеется сверхтекучая магн. жидкость, 5.Щель в спектре квазичастиц в Л-фазе обращается в нуль в двухточках на ферми-поверхности, за счёт рождения квазичастиц при движении сверхтекучей компоненты, в результатечего нормальная компонента существует даже при Т= 0: её плотностьпропорциональна (wl)2, а в пространственно неоднородномполе вектора l пропорциональна
6. Имеется третий механизм взаимного трения между сверхтекучей и нормальнойкомпонентами (помимо квантовых вихрей и рождающихся квазичастиц) за счётпространственно-временных изменений вектора l. Поскольку динамикавектора l тем самым определяет сверхтекучее движение, двухжидкостнаягидродинамика Ландау включает ур-ние для l. Ур-ние (2) в мо-дифициров. vn=0):
где - антисимметричный тензор. Это ур-ние отражает тот факт, что vs можетуменьшаться с помощью пространственно-временных осцилляции вектора l, осуществляющих проскальзывание фазы. Бездиссипатив-ный поток массыосуществляется только при стационарном l и при . При наличии формируется диссипативное токовое состояние сверхтекучей компоненты, вк-ром ускорение за счёт компенсируетсяпериодическими осцилляциями вектора l, вызывающими диссипацию всистеме квазичастиц. Подобный периодич. процесс, представляющий собой аналогобъёмного нестационарного эффекта Джозефсона, наблюдается экспериментально.
Магн. сверхтекучая фаза A1 помимо сверхтекучих свойств, A1 -фазы, связывающейсверхтекучее поведение с магнитным. В частности, во втором звуке, распространяющемсяв A1 -фазе, колеблется не только энтропия, но и намагниченность.
С.- весьма распространённое в природе явление. Помимо сверхтекучего 4 Неи сверхтекучих фаз 3 Не (в 3 Не-В кроме обыкновеннойнаблюдается также спиновая сверхтекучесть), а также заряж. сверхтекучейэлектронной жидкости в сверхпроводниках следует упомянуть С. в системенуклонов в нейтронных звёздах - пульсарах и сверхтекучие корреляциив атомных ядрах (Н. Н. Боголюбов, 1958). Среди заряженных сверхтекучихсистем выделяются сверхпроводящие металлы с тяжёлыми фермионами, сверхпроводимостьк-рых весьма вероятно относится к классам С., характеризуемым комбиниров. Квантовый Холла эффект). Интенсивно исследуютсяна предмет обнаружения С.: спин-поляри-зованный атомарный водород - единств. 3 Не в сверхтекучем 4 Не; наконец, кристаллич. 3 Не и 4 Не, в к-рых возможна С. жидкости вакансий(А. Ф. Андреев, И. М. Лифшиц, 1969).
Лит.: Халатников И. М., Теория сверхтекучести, М., 1971; ФейнманР., Статистическая механика, пер. с англ., 2 изд., М., 1978; ПаташинскийА. 3., Покровский 15. Л., Флуктуационная теория фазовых переходов, 2 изд.,М., 1982; Сверхтекучесть гелия-3. Сб. ст., пер. с англ., М., 1977; ПаттерманС., Гидродинамика сверхтекучей жидкости, пер. с англ., М., 1978; М и не е в В. П., Сверхтекучий 3 Не. Введение в предмет, «УФН», 1983,т. 139, в. 2, с. 303; Воловик Г. Е., Сверхтекучие свойства А-фазы Не 3,«УФН», 1984, т. 143, с. 73. Г. Е. Воловик, В. П. Минеев.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.
Смотреть больше слов в «Физической энциклопедии»
особое состояние квантовой жидкости (См. Квантовая жидкость), находясь в котором жидкость протекает через узкие щели и капилляры без трения; пр... смотреть
сверхтекучесть ж. Совокупность физических явлений, наблюдаемых в жидком гелии при температуре, близкой к абсолютному нулю.
сверхтекучесть сущ., кол-во синонимов: 1 • текучесть (8) Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин.2013. . Синонимы: текучесть
СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ, особое состояние квантовой жидкости, находясь в к-ром жидкость протекает через узкие щели и капилляры без трения; при этом протекающа... смотреть
СВЕРХТЕКУЧЕСТЬуникальное состояние жидкости, возникающее в гелии при очень низких температурах. Сверхтекучая жидкость отличается от обычных жидкостей тем, что ее вязкость равна нулю. Она может протекать через тончайшие капилляры без всякого сопротивления. Необычные свойства сверхтекучей жидкости объясняются тем, что поведение жидкости в целом определяется законами квантовой механики. См. также КВАНТОВАЯ МЕXАНИКА.Два изотопа гелия - жидкий 3Не и жидкий 4Не - это единственные жидкости, которые становятся сверхтекучими при низких температурах (атом 3Не имеет такие же химические свойства, как и атом 4Не, но в его ядре одним нейтроном меньше).Сверхтекучий 4Не. Жидкий 4Не, который впервые был получен в 1908, имеет температуру кипения 4,2 К (нуль абсолютной термодинамической шкалы соответствует температуре -273,16? С). Откачивая пар над поверхностью жидкого гелия, можно понизить температуру жидкости примерно до 1 К. В 1930 ученые обратили внимание на то, что при охлаждении жидкого гелия ниже 2,17 К резко меняются многие его свойства. Наиболее заметным изменением является прекращение кипения, указывающее на резкое увеличение теплопроводности. Теплоемкость тоже резко увеличивается, а вязкость, измеренная в тонких капиллярных трубках, падает до нуля. Все это показывает, что в жидком 4Не при температуре ниже 2,17 К происходит фазовый переход в сверхтекучее состояние.Двухжидкостная модель. В 1940-1941 физики Л.Ландау и Л.Тиса независимо друг от друга предложили теоретическую модель сверхтекучего гелия. Ниже 2,17 К жидкий гелий рассматривается как смесь двух жидкостей: нормальной и сверхтекучей. Нормальная жидкость имеет свойства обычной вязкой жидкости. Сверхтекучая же компонента имеет нулевую вязкость, а также нулевую энтропию и энтальпию. Чуть ниже температуры перехода 2,17 К большую часть жидкости составляет нормальная компонента, а сверхтекучая - только малую часть. При дальнейшем охлаждении жидкости сверхтекучей фракции становится все больше, и ниже 1 К жидкость почти полностью оказывается сверхтекучей. На основе такой модели предсказан новый тип звуковых волн (второй звук), которые могут распространяться в сверхтекучей жидкости. Второй звук - это волна температуры, которая регистрируется при помощи термометра (обычные звуковые волны - это волны давления, которые детектируются микрофоном). Экспериментальное наблюдение второго звука (Москва, 1944) подтвердило многие аспекты двухжидкостной модели.Фонтанный эффект. Свойства течения сверхтекучей компоненты необычны, потому что такое течение может быть вызвано не только разностью давлений, но и разностью температур (обычная жидкость течет только вследствие разности давлений). Если погрузить в жидкий гелий электронагреватель, то сверхтекучая компонента потечет к нагреваемой области, а нормальная - к холодной в соответствии с законом сохранения масс. На этом основан впечатляющий эффект, называемый фонтанным. Конец тонкой трубки, набитой очень мелким порошком, опускают в жидкий гелий. Если с помощью электронагревателя нагревать жидкость в трубке, то сверхтекучая компонента потечет внутри трубки, а нормальная вязкая жидкость не сможет течь из-за сопротивления, создаваемого порошком. В результате уровень жидкости внутри трубки повышается и, если продолжать нагрев, жидкость будет бить фонтаном из верхнего конца трубки. Эффект весьма значителен: разность температур в несколько сотых кельвина может создать фонтан до метра высотой.Квантовые эффекты. Необычные свойства сверхтекучей компоненты объясняются тем, что большая часть атомов гелия движется когерентной группой, а не независимо, как атомы любого другого вещества. Наибольшее впечатление эти квантовые эффекты производят, если привести во вращение контейнер с жидким гелием. Вместо того чтобы вращаться вместе с контейнером, как обычная жидкость, сверхтекучая жидкость превращается в сплетение мелких водоворотов, которые называются квантованными вихрями. Картина течения в каждом таком вихре подобна картине течения в смерче, но в гелии скорость потока определяется постоянной Планка, фундаментальной константой квантовой механики (см. также ПЛАНКА ПОСТОЯННАЯ). Существование этих квантованных вихрей во вращающемся гелии было предсказано в 1950 Л.Онсагером и Р.Фейнманом и подтверждено множеством экспериментов. В 1974 были получены первые фотографии квантованных вихрей. Это оказалось возможным благодаря захвату электронов ядром вихря (подобно тому как камни и обломки втягиваются в центр смерча). Захваченные электроны, создающие изображение на люминофорном экране, отмечают положение каждого вихря и наглядно свидетельствуют о макроскопической квантовой природе сверхтекучей жидкости.Фазовые переходы в сверхтекучей жидкости. Уменьшение плотности сверхтекучей жидкости до нуля при температуре 2,17 К и острый пик теплоемкости в этой же точке указывают на то, что при переходе сверхтекучей жидкости в нормальную происходит термодинамический фазовый переход. В своих ранних статьях Онсагер и Фейнман высказывали мнение, что механизм квантованных вихрей может лежать в основе этого фазового перехода, но ни тот, ни другой не проводил расчетов, чтобы подтвердить свою догадку. Только в 1987 математическая теория фазового перехода показала, что их мысль была верна. В этой теории увеличение тепловой энергии жидкости приводит к образованию вихревых витков, подобных кольцам дыма, которые пускают курильщики. При температуре значительно ниже 2,17 К возбуждаются только очень малые вихри, диаметром в несколько ангстрем. Эти вихри, соответствующие нормальной компоненте двухжидкостной модели Ландау, оказывают сопротивление сверхтекучей жидкости, но, будучи очень малыми, они лишь частично уменьшают ее плотность. При повышении температуры образуются вихри все больших и больших размеров. При 2,17 К вихри приобретают размеры, ограниченные только размерами сосуда; это приводит к тому, что плотность сверхтекучей жидкости обращается в нуль и гелий становится нормальной жидкостью.Сверхтекучий 3Не. Редкий изотоп 3Не начали исследовать лишь в 1949. В первых экспериментах 3Не не был сверхтекучим при температурах выше 1 К. Однако физики-теоретики предсказывали, что эта жидкость может стать сверхтекучей, если ее охладить до температур ниже 1 К. Благодаря достижениям техники низких температур группе ученых из Корнеллского университета удалось охладить жидкий 3Не до температур ниже 0,003 К и обнаружить фазовый переход в жидкости. Последующие измерения подтвердили, что жидкий 3Не становится сверхтекучим при охлаждении до сверхнизких температур.Многие свойства сверхтекучего 3Не весьма отличны от свойств 4Не. В 3Не сверхтекучая жидкость состоит из пар атомов 3Не, связанных силами взаимного притяжения. Это похоже на ситуацию в металлических сверхпроводниках, сверхпроводимость которых обусловлена образованием связанных пар электронов (см. также СВЕРXПРОВОДИМОСТЬ). Еще одно различие состоит в том, что атомы 3Не имеют магнитный момент, а атомы 4Не - нет. Это означает, что на сверхтекучий 3Не должны действовать внешние магнитные поля. Дальнейшие исследования сделают более понятной квантовую природу сверхтекучести. См. также ГЕЛИЙ; ФИЗИКА НИЗКИX ТЕМПЕРАТУР.... смотреть
1) Орфографическая запись слова: сверхтекучесть2) Ударение в слове: сверхтек`учесть3) Деление слова на слоги (перенос слова): сверхтекучесть4) Фонетиче... смотреть
Хрусь Хруст Хетт Херь Херес Хер Хекер Хек Хевсур Учет Учесть Учес Утрехт Утес Утереть Устье Усть Устеречь Уесть Увечье Увет Тут Тур Тук Туес Туер Трут Труст Трус Треух Треть Трест Треск Трек Течь Тетчер Тетур Тетр Тетерев Тетер Тесть Тестер Тестев Тест Тес Тереть Терек Текучесть Текст Текс Тверь Счет Счесть Счес Суть Сут Сусек Сукре Сук Суевер Стрет Стр Стечь Стерх Стеречь Стереть Стер Стек Ссек Скутер Скетч Сквер Сечь Сеть Сеттер Сет Сесть Серет Серв Секстет Секс Секрет Секвестр Сек Севр Север Сев Свч Свес Сверху Сверхтекучесть Свертеть Ручьев Ручеек Рух Руте Русь Руст Русеть Ртуть Речь Рет Реветь Рев Кучер Куттер Кут Куст Кус Курс Куверт Кречет Крест Кресс Кетчер Керчь Квт Кверху Етерь Есь Есть Ерь Ересь Хук Хуст Хут Чек Червь Черкес Черт Евр Втечь Чес Честер Втереть Всуе Все Честь Чет Четверт Четверть Вечереть Вечер Вече Четь Ветер Весь Чех Чурек Чуть Вертеть Вертекс Веретье Вереск Верес Век Веер Чутье Верх Вес Вест Весть Вкус... смотреть
СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ, свойство жидкости, которая не обладает вязкостью и потому не обладает сопротивлением к текучести. ГЕЛИЙ II (жидкий гелий при температур... смотреть
свойство квантовой жидкости (4Не и 3Не) протекать без внутр. трения (вязкости) через узкие щели, капилляры и т. п. С. 4Не (при темп-pax ниже Tк = 2,17 ... смотреть
приставка - СВЕРХ; корень - ТЕК; суффикс - УЧ; суффикс - ЕСТЬ; нулевое окончание;Основа слова: СВЕРХТЕКУЧЕСТЬВычисленный способ образования слова: Прис... смотреть
СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ, свойство квантовой жидкости (4Не и 3Не) протекать без внутреннего трения (вязкости) через узкие щели, капилляры и т. п. Сверхтекучесть 4He (при температурах ниже Тк = 1, 17 К) была открыта в 1938 П. Л. Капицей, сверхтекучесть 3Не (ниже 2, 6 ?10-3К) - в 1974 группой американских физиков. Сверхтекучесть связана с переходом части атомов жидкости (при Т?Тк) в состояние с нулевым импульсом (см. Бозе - Эйнштейна конденсация). Эти атомы образуют сверхтекучую компоненту.<br><br><br>... смотреть
СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ - свойство квантовой жидкости (4Не и 3Не) протекать без внутреннего трения (вязкости) через узкие щели, капилляры и т. п. Сверхтекучесть 4He (при температурах ниже Тк = 1,17 К) была открыта в 1938 П. Л. Капицей, сверхтекучесть 3Не (ниже 2,6 ?10-3К) - в 1974 группой американских физиков. Сверхтекучесть связана с переходом части атомов жидкости (при Т?Тк) в состояние с нулевым импульсом (см. Бозе - Эйнштейна конденсация). Эти атомы образуют сверхтекучую компоненту.<br>... смотреть
СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ , свойство квантовой жидкости (4Не и 3Не) протекать без внутреннего трения (вязкости) через узкие щели, капилляры и т. п. Сверхтекучесть 4He (при температурах ниже Тк = 1,17 К) была открыта в 1938 П. Л. Капицей, сверхтекучесть 3Не (ниже 2,6 ?10-3К) - в 1974 группой американских физиков. Сверхтекучесть связана с переходом части атомов жидкости (при Т?Тк) в состояние с нулевым импульсом (см. Бозе - Эйнштейна конденсация). Эти атомы образуют сверхтекучую компоненту.... смотреть
СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ, свойство квантовой жидкости (4Не и 3Не) протекать без внутреннего трения (вязкости) через узкие щели, капилляры и т. п. Сверхтекучесть 4He (при температурах ниже Тк = 1,17 К) была открыта в 1938 П. Л. Капицей, сверхтекучесть 3Не (ниже 2,6 ?10-3К) - в 1974 группой американских физиков. Сверхтекучесть связана с переходом части атомов жидкости (при Т?Тк) в состояние с нулевым импульсом (см. Бозе - Эйнштейна конденсация). Эти атомы образуют сверхтекучую компоненту.... смотреть
, свойство квантовых жидкостей 4He и 3He протекать без внутреннего трения (вязкости) через узкие щели, капилляры и т.п. Сверхтекучесть 4He при T<2,17 К... смотреть
- свойство квантовой жидкости (4Не и 3Не) протекать безвнутреннего трения (вязкости) через узкие щели, капилляры и т. п.Сверхтекучесть 4He (при температурах ниже Тк = 1,17 К) была открыта в 1938П. Л. Капицей, сверхтекучесть 3Не (ниже 2,6 ?10-3К) - в 1974 группойамериканских физиков. Сверхтекучесть связана с переходом части атомовжидкости (при Т?Тк) в состояние с нулевым импульсом (см. Бозе - Эйнштейнаконденсация). Эти атомы образуют сверхтекучую компоненту.... смотреть
СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ, свойство квантовых жидкостей 4He и 3He протекать без внутреннего трения (вязкости) через узкие щели, капилляры и т.п. Сверхтекучесть 4He при T<2,17 К открыта П.Л. Капицей в 1938. Сверхтекучесть 3He (при T<2,6?10-3 К) открыта группой американских физиков в 1972 - 74. При сверхтекучести часть атомов жидкости переходит в состояние с нулевым импульсом и образует сверхтекучую компоненту, лишенную вязкости. <br>... смотреть
св-во жидкого гелия "Не при темп-ре Т < 2,17 К и норм. давлении протекать без трения через узкие капилляры и щели. Сверхтекучий гелий (т. н. HeII) обла... смотреть
состояние вещества (жидкого гелия), в котором оно ведет себя как жидкость, не обладающая вязкостью (внутренним трением), поэтому может протекать без трения через очень узкие щели — капилляры малых диаметров. Как и явление сверхпроводимости сверхтекучесть наблюдается при очень низких (сверхнизких) температурах. Начала современного естествознания. Тезаурус. — Ростов-на-Дону.В.Н. Савченко, В.П. Смагин.2006. Синонимы: текучесть... смотреть
сверхтеку́честь, сверхтеку́чести, сверхтеку́чести, сверхтеку́честей, сверхтеку́чести, сверхтеку́честям, сверхтеку́честь, сверхтеку́чести, сверхтеку́честью, сверхтеку́честями, сверхтеку́чести, сверхтеку́честях (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») . Синонимы: текучесть... смотреть
Ударение в слове: сверхтек`учестьУдарение падает на букву: уБезударные гласные в слове: сверхтек`учесть
ж.superfluidity- нуклонная сверхтекучесть- сверхтекучесть атомных ядер- сверхтекучесть электронной жидкости- спиновая сверхтекучесть
сверхтеку'честь, сверхтеку'чести, сверхтеку'чести, сверхтеку'честей, сверхтеку'чести, сверхтеку'честям, сверхтеку'честь, сверхтеку'чести, сверхтеку'честью, сверхтеку'честями, сверхтеку'чести, сверхтеку'честях... смотреть
сущ. жен. рода, только ед. ч.надтекучість
сверхтеку́честь ж.superfluidity* * *superfluidityСинонимы: текучесть
ж. superfluidità f
Начальная форма - Сверхтекучесть, винительный падеж, слово обычно не имеет множественного числа, единственное число, женский род, неодушевленное
СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ ж. Совокупность физических явлений, наблюдаемых в жидком гелии при температуре, близкой к абсолютному нулю.
сверхтек'учесть, -иСинонимы: текучесть
сверхтекучестьСинонимы: текучесть
superfluidityСинонимы: текучесть
〔名词〕 超流性Синонимы: текучесть
Superfluidität, Supraflüssigkeit
• supertekutost• supratekutost
сверхтекучесть сверхтек`учесть, -и
suprafluidité
физ. звышцякучасць, жен.
superfluidité, suprafluidité
асқын аққыштық
superfluidity
Звышцякучасць
асаағымдылық
аса аққыштық
аса аққыштық
superfluidity of atomic nuclei
- коррелированное движение нейтронови протонов в средних и тяжёлых ядрах, аналогичное движению электронов в сверхпроводниках. Идея С. а. я. была выдви... смотреть
superfluidity of electron fluid