14 Апреля 2015

Аналогия между жидким гелием и «конденсатом Бозе-Эйнштейна»

Ф.Лондон (1938) смог объяснить ряд необычных свойств жидкого гелия, когда провел аналогию между ним и «конденсатом Бозе-Эйнштейна», теоретически предсказанным создателем теории относительности в 1925 году. Эйнштейн был уверен, что при очень низких температурах молекулы газа, имеющие определенную скорость движения при нормальной температуре, вообще останавливаются, приобретая нулевую скорость.

А.Близнецова в статье «Холодный расчет», опубликованной в журнале «Популярная механика» (июль 2003 г.), пишет: «Долгое время выводы Эйнштейна оставались не более чем гипотезой. Наблюдать само явление конденсации никому не удавалось. Однако для объяснения других необычных свойств веществ при низких температурах эта теория пришлась как нельзя кстати. В 1938 году Фриц Лондон предположил (и оказался прав), что наблюдаемая в гелии сверхтекучесть не что иное, как следствие бозе-эйнштейновской конденсации» (А.Близнецова, 2003).

Известно, что в 1925 г. Эйнштейн впервые обратил внимание на своеобразный фазовый переход, который имеет место в идеальной системе газа. При достаточно низких температурах в силу симметрии статистики Бозе определенная доля частиц газа переходит в квантовое состояние с нулевым импульсом. Руководствуясь аналогией с этими представлениями Эйнштейна, Ф.Лондон предположил, что сверхтекучий гелий является квантовой жидкостью и что его движение необходимо квантовать. Кроме того, Ф.Лондон опирался на аналогию с тем фактом, что диамагнетизм сверхпроводников, состоящий в том, что магнитное поле не может проникать в глубь сверхпроводника, может быть объяснен только на основе квантовой механики. Другими словами, Ф.Лондон пришел к мысли о квантовой природе сверхтекучести жидкого гелия по аналогии с квантовой природой диамагнетизма сверхпроводников (С.Паттерман, «Гидродинамика сверхтекучей жидкости», 1978).

Д.М.Ли в своей Нобелевской лекции «Необычные фазы жидкого Не» (УФН, 1997, декабрь) пишет: «Великий вклад Фрица Лондона состоял в замечании, что сверхтекучесть можно рассматривать как макроскопическое квантовое явление, связанное с БЭ конденсацией. (…) Сверхтекучая компонента в двухжидкостной модели может быть приближенно отождествлена с этим конденсатом, хотя сильное взаимодействие между атомами в жидкости и модифицирует эту картину» (Ли, УФН, 1997, с.1308).

В Москве такое количество ВУЗов, что в них легко можно запутаться. Узнать всю необходимую информацию о Вузах и колледжах Москвы вы можете, посетив открытую образовательную платформу Studyranger. Здесь вы сможете найти рейтинг всех колледжей столицы.

admin

Оставьте комментарий!

Не регистрировать/аноним

(Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.)

Комментатор/хотите зарегистрироваться

(Для регистрации укажите пароль и свой действующий email. Связка email-пароль позволяет вам комментировать и редактировать данные в вашем персональном аккаунте, такие как адрес сайта, ник и т.п. Письмо с активацией придет в ящик, указанный при регистрации.)

(обязательно)