Изотопы сверхтекучестью

Свойство сверхтекучести было обнаружено и в другом изотопе гелия Не . Сверхтекучий Не может находиться в одной из двух фаз А или В, обладающих различными магнитными и гидродинамическими свойствами. Переходы происходят при температуре Г 2—3 мК и давлении р от нуля до 33 атм. Характер упорядочения в Не гораздо сложнее, чем в Не, но и здесь можно говорить об исчезновении вязкости. Экспериментально обнаружено уменьшение коэффициента затухания колебаний струны, помещенной в жидкий Не [13]. [c.13]

Трикритическая точка может превратиться в линию, если в системе существуют дополнительные термодинамические переменные. Простейший пример такой переменной — концентрация одной из компонент. Например, в случае смеси Не —Не сверхтекучесть по-прежнему существует в области достаточно низких температур Т и концентраций х изотопа Не . Обозначим комплексный параметр порядка через ф, отклонение концентрации от трикритического значения при данных р ж Т а и Ъ) через т]. Простейшее выражение для потенциала Ф, описывающее взаимодействие ф и т], имеет вид [c.46]

Своеобразным является метод разделения изотопов гелия ( Не и Не), основанный на интересных свойствах жидкого гелия при низких температурах. При охлаждении до 2,19° К жидкий гелий переходит в особое состояние (гелий И), в котором он, как это открыл П. Л. Капица, обладает весьма малой вязкостью (сверхтекучестью). Согласно Л. Д. Ландау, гелий II может быть формально представлен в виде смеси двух жидкостей — нормальной и сверхтекучей. При течении они не обмениваются энергией, т. е. как бы образуют два независимых потока, движущихся один относительно другого без трения. Если нагреть один конец столба жидкого гелия II, то нормальный и сверхтекучий компоненты диффундируют в противоположных направлениях. Так как Не (как и всякая примесь к Не) не входит в состав сверхтекучего компонента, то он будет переноситься в направлении тока нормальной составляющей, которая течет от более высокой к более [c.29]

Рис. 40. Прибор для разделения изотопов гелия путем сверхтекучести.

Все эти характерные свойства гелия II принадлежат изотопу Не они были найдены в природном гелии, содержащем лишь ничтожные примеси Не . Последний не обнаруживает никаких превращений вплоть до самой низкой температуры в 0,4° К, до которой он был до сих пор исследован. Изучение температурных зависимостей разных свойств Не , которые могли бы резко изменяться в -точке, позволяет заключить с большой степенью вероятности, что такого превращения нет также и ниже 0,4°К, так как экстраполяция температурных кривых этих свойств до 0°К дает ожидаемые величины. Вопреки высказывавшимся предположениям к тому же результату приводит и правильная экстраполяция кривой темплоемкости [493]. Нужно также указать на то, что согласно кратко рассматриваемым ниже теоретическим представлениям, если даже Не имеет при крайне низкой температуре л-переход, его вторая модификация недолжна обладать ни сверхтекучестью, ни другими особенностями, характерными для гелия II. [c.247]

Эти новые [элементарные возбуждения будут взаимодействовать с фононами и ротонами, сталкиваясь с ними, и, таким образом, войдут в состав нормальной части жидкости. Поэтому, например, при пропускании гелия II через тонкую щель атомы примеси вместе со всей нормальной жидкостью отфильтруются ). Подчеркнем, что это обстоятельство не имеет никакого отношения к вопросу о том, обнаружило ли бы само по себе вещество примеси (в частности, чистый изотоп Не ) свойство сверхтекучести, В противоположность высказывавшемуся в литературе [10], 16] неправильному взгляду. [c.407]

Выделение изотопа такой малой концентрации, естественно, представляет значительные трудности, поэтому были предприняты попытки воспользоваться аномальными свойствами жидкого гелия, в первую очередь свойством сверхтекучести. [c.524]

Рефрижераторы на растворах Не— Не. Легкий изотоп гелия Не не обладает свойством сверхтекучести вплоть до температуры 3 мК. Смеси жидких Не и Не сверхтекучи при более высоких температурах, но ниже, чем чистый Не. Ниже 0,88 К жидкие смеси Не и Не распадаются на две фазы, более или менее богатые Ще. Фаза, [c.76]

Сверхтекучесть сравнительно легко наблюдается только в жидком изотопе гелия Не. В изотопе гелия Не сверхтекучесть, по-видимому, обнаружена при температурах ниже 0,0026 К [70]. Естественно предположить, что это различие связано с тем, что Не следует статистике Бозе, а Не — статистике Ферми. [c.238]

С ростом т-ры у большинства Ж. d, ДЯ е, 7, п и особенно резко Т1 и X уменьшаются, а ау, Pj-, С и D возрастают. Такое поведение характерно для т. наз. нормальных Ж. По мере приближения к критич. давлению св-ва Ж. начинают заметно изменяться с давлением. Это, в первую очередь, связано с зависимостью плотности d от т-ры и давления, устанавливаемой термическим уравнением состо.чпия. Подобие термодинамич. св-в отдельных групп нормальных Ж , (напр., членов одного гомологич. ряда) является основанием для вывода эмпирич. соответственных состояний закона. От нормальных Ж. отличают т. наз. ассоциированные Ж. (вода, спирты и т.п.), обладающие высокими значениями т. кип., е, d и др. св-в жидкие металлы и полупроводники, для к-рых характерна высокая электрич. проводимость расплавы солей, характеризующиеся электролитич. диссоциацией молекул с обра-чованием катионов и анионов. Отдельную группу составляют квантовые Ж. (изотопы гелия), существующие при очень низких т-рах и проявляющие специфич. квантовые св-ва (напр., сверхтекучесть). Квантовой Ж. является жидкий гелий. [c.154]

Легкий изотоп гелия Не с атомной массой 3, имеет определенные преимущества перед обычным гелие.м (атомная масса 4) при использовании его для достижения весьма низких температур. Наинизшая температура, полученная откачкой паров гелия-4 составляет 0,7" К. Дальнейшее ее понижение ограничивается двумя факторами чрезвычайно низким давлением равновесного пара над жидкостью и явлением сверхтекучести, приводящим к образованию жидкостной пленки на стенках сосуда, что резко увеличивает испарение. [c.171]

СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ — свойство жидкого гелия протекать без заметной вязкости через узкие капилляры. Сверхтекучее состояние изотопа Не возникает в результате перехода второго рода (Я-перехода) при критической т-ре 2,172 К. Если т-ры низки, изотоп He представляет собой квантовую Бозе-жидкость, слабо возбужденное состояние которой можно представить как совокупность элементарных возбуждений (квазичастиц) — фононов и ротонов. Тепловое движение в нем описывается в основном фононами (квантами звука) с энергией е = ср, где с — скорость звука р — импульс фонона. Влияние ротонов проявляется при т-ре более 0,6 К. Их энергия е = Д + + (Р — Ро) /2(л, где Д — минимальная энергия ротона = 1,92 X X 10 смг - — импульс, при котором энергия ротона равна Д = 8,65 К л = 0,16 — эффективная масса ротона ( 4 — масса атома Не). Из такого энергетического спектра следует, что существует отличная от нуля критическая скорость течения, ниже которой жидкость движется без трения, и появление в ней новых возбуждений энергетически невыгодно. Сверхтекучий гелий условно разделяют на два не взаимодействующих между собой компонента — нормальный, связанный с фононами и ротонами, и сверхтекучий. Движение нормального компонента, как и обычного газа, носит вязкий характер. Свертекучий компонент движется без трения и без переноса тепла. С явле- [c.349]

Приведенные данные показывают, что в большинстве случаев — плавление сопровождается уменьшением координационного числа без увеличения межатомных расстояний. Это означает, что плавление приводит не к удлинению межатомных расстояний, а к образованию пустот молекулярных размеров вследствие разрыва связей между отдельными частицами. Из этих данных следует также сходство в структуре кристаллического и жидкого состояний. Иногда эту аналогию в литературе отмечают термином квазикристалличность жидкости. Форма радиальной функции зависит от природы жидкости и значительно изменяется с изменением температуры. Так, у сжиженных благородных газов максимумы на кривых радиального распределения по мере уменьшения атомного номера становятся более низкими и более плоскими. Это связано с увеличением квантовых эффектов у жидкостей с малыми молекулярными массами. Особенно большую роль квантовые эффекты играют в жидком гелии. У этого вешества в области температур ниже 4 К обнаруживается ряд аномальных явлений у изотопа Не наблюдается сверхтекучесть вследствие сильного уменьшения вязкости, чрезвычайно высокая теплопроводность и другие особенности изотоп = Не ведет себя как нормальная жидкость. На основе количественной теории жидкого гелия, разработанной Л. Д. Ландау с применением квантовых статистик Ферми и Бозе, объяснены особенности влияния температуры на жидкие Не и Не, которые часто называют квантовыми жидкостями. [c.230]

Вблизи абсолютного нуля гелий (точнее, его главный изотоп Не) существует в форме так называемого Ж1щкого гелия-П. У этого вещества очень много необычных свойств. В частности, гелий-П обнаруживает так называемую сверхтекучесть — чрезвыяайно. низ- [c.82]

Примечательно, что так ведет себя только изотоп Не. Жидкий Не вовсе не обнаруживает сверхтекучести при охлаждешга вплоть до 0,05° К. Кстати, это различие в поведении изотопов используется для получения гелия, обогащенного Не ниже 0,8° К Не н Не почти перестают смешиваться друг с другом и хорошо расслаиваются. В верхней частп сосуда собирается смесь, богатая Не , 1 нижней —Не. [c.126]

Изотоп Не . Прогресс физики жидкого гелия и техники разделения изотопов сделал возможным решение задачи выделения изотопа Не . Изучение свойств Не представило бы интерес как для физики атомного ядра, так и для учения о сверхтекучести. Не мог бы быть использован в качестве рабочей частицы в циклотроне. Точное определение массы атома Не имеёт и теоретический интерес. Как известно, в жидком гелии не растворяется в заметном количестве ни одно вещество [c.523]

Доунт, Пробст, Джонстон, Олдрич и Нир [51] эксперимоп-тально исследовали возможность разделения изотопов на оого ве сверхтекучести. В своем опыте они пользовались следуй [c.524]

При разделении изотопов Не и используется как процесс ректификации, н явление сверхтекучести — отвод свер кучего гелия через фильтр (термоосмос) сверхтекучей пленке и тепловым поте [287, 784]. [c.346]

Другая предсказываемая теорией дефектная структура — это точечный дефект буджум. Он является аналогом дефекта магнитной структуры в сверхтекучем изотопе гелия Не . Сверхтекучесть изотопа гелия Не обнаружена физиками сравнительно недавно, проявляется при очень низких температурах порядка 10" К, т. е. вблизи самого абсолютного нуля температуры, а сам Не при этом обладает совершенно необычными свойствами. В частности, сверхтекучий Не обладает макроскопическим магнитным моментом. Если в каждой точке объема, занимаемого сверхтекучим Не , стрелкой изображать на- [c.115]

Гелий имеет два стабильных изотопа с массовыми числами 3 и 4. В гелии, получаемом из природного газа, соотношение количеств Нез и Не равно примерно 10 . Гелий, выделенный из атмосферного воздуха, содержит примерно в 10 раз большее количество изотопа Не ,. т е. 1 часть из 10 . В последнее время предприятия Комиссии по атомной энергии (США) получают чистый Не в количествах, достаточных для ожижения его и изучения некоторых свойств конденсированного состояния. Как и следовало ожидать, Нез ввиду его малого атомного веса более летуч, чем Не". Наибольший интерес представляют опыты с Не по сверхтекучести. До настоящего времени в опытах с чистым Не вплоть до температуры 0,24° К никаких признаков сверхтекучести не наблюдалось. В сборнике Успехи физики низких температур [45] помещены две обзорные статьи, посвященные Не первая — статья Хаммеля Свойства Нез при низких температурах , вторая — статья Бееиа-кера и Такониса Смеси жидких Не и Не ). [c.346]

Даунт и др. [100] установили, что перетекание сверхтекучего гелия из одного сосуда в другой приводит к обогащению остаточной жидкости изотопом Не . Однако достигнутое ими обогащение изотопом Не было незначительным. Б. Н. Есельсон и Б. Г. Лазарев [101 ] достигли лучших результатов, осуществляя отфильтро-вывание сверхтекучего гелия через слой утрамбованного крокуса остаточная жидкость обогащалась Не до 0,01%. Дальнейшее концентрирование (до 1,5%) производилось в стеклянной насадочной ректификационной колонке. В. П. Пешков [102], объединив в одном аппарате процессы обогащения за счет сверхтекучести (термомеханический эффект) и ректификации, добился практически полного извлечения Не при переработке около 3 м 1ч газообразного гелия концентрация Не составляла 0,02% и больше. Аппарат мог работать непрерывно сколь угодно долго, что является большим его преимуществом. Дальнейшее концентрирование Не производилось во втором аппарате, действие которого также основано на термомеханическом эффекте сверхтекучего гелия и ректификации. Отбираемый продукт содержал 99,95— 99,97% Не . [c.189]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология