|
17 Сверхтекучесть - безвязкое течение в вязкой
среде
17.1 Введение В теории сверхпроводимости
(гл. 15) возможность существования незатухающего электрического
тока в диссипативной среде обьяснялась перестройкой
механизма диссипации. Перестройка обусловлена возникновением
фликкер-шума, благодаря которому коэффициент вязкого
трения становится пропорциональным частоте и, следовательно,
для постоянного тока равным нулю. Напомним в связи
с этим, что как в теории Лондона, так и в более общей
теории Гинзбурга-Ландау существование сверхпроводимости
- существование незатухающего электрического тока,
фактически, постулировалось (гл. 15)
В рамках феноменологической теории сверхтекучести
выделим две проблемы:
1. Физическая природа фазового перехода и расчет термодинамических
функций для всех значений температуры в критической
области
2. Условия сверхтекучего движения гелия II в капиллярах
и в узких каналах
Вопрос о физической природе сверхтекучести - о безвязком
течении в вязкой среде остается в теории Ландау открытым.
На существование фазового перехода He I - He II указывает
аномальная температурная зависимость теплоемкости
лямбда-кривая. Фазовый переход проявляется и в аномальной
температурной зависимости изотермической сжимаемости
и, следовательно, эффективного потенциала взаимодействия
атомов жидкого гелия. Существование же сверхтекучести,
как и сверхпроводимости - незатухающего тока в диссипативной
среде, возможно благодаря возникновению фликкер-шума
и соответствующих остаточных временных корреляций
флуктуаций скорости сверхтекучей компоненты...
17. 7 Безвязкое течение в вязкой среде
17.7.1 Промежуточные итоги Напомним, что в 1932
г. В. Кеезом и К. Клаузиус обнаружили, что при температуре
2, 19 К происходит фазовый переход второго рода. Он
в значительной мере аналогичен фазовому переходу сегнеэлектрического
типа и переходу через критическую точку в системе
Ван дер Вальса. Основой гидродинамики сверхтекучего
гелия остается двухжидкостная модель Тисы и Ландау.
В настоящее время лишь на ее основе можно пояснить
ряд наблюдаемых в опытах Капицы и Андроникашвили особенностей
сверхтекучего гелия. Явление сверхтекучести всегда
вызывало удивление у очевидцев опытом Капицы: Сам
не пойму: из маленькой бульбочки бьет струя беспрерывно,
а бульбочка не пустеет. И опять, сколько ни свети,
паучок вращается, из его изогнутых ножек бьет невидимая
струя, но наперсток не пустеет. Чудо и чудо! - Во
всех этих опытах оставалась непонятным только одно:
почему бульбочки и паучок, из которых все время вытекает
струя жидкого гелия II, никогда не пустели? Каким
образом туда проникал жидкий гелий? (Из книги Э.Л.
Андроникашвили - История жидкого гелия). Сам Капица
делал разные попытки физического обьяснения наблюдаемых
им явлений и все же в своей итоговой работе (Капица,
1944) он принял двухжидкостную модель Ландау. При
этом Капица отмечал недостаточность физического содержания
двухжидкостной модели. Напомним его слова: Если бы
это теоретическое положение (двухжидкостная модель
Ландау, Ю.Л.К. ) не было так полно подкреплено экспериментальными
доказательствами, оно звучало бы как идея, которую
очень трудно признать разумной. В этом же ключе звучат
и следующие слова Капицы: Все эти явления, для обьяснения
которых требуется представить себе сложные взаимодействия
между двумя различными состояниями одной и той же
жидкости и том же обьеме с трудом укладываюся в наши
привычные рамки даже физического мышления. Сам Ландау
неоднократно предостерегал против излишне механистического
представления двухжидкостной модели: Еще раз
подчеркнем, что понятия свертекучей и нормальной жидкости
является лишь удобным способом наглядного описания
явления. В действительности надо было бы говорить
об одновременно происходящих в одной и той же жидкости
двух движениях, из которых одно переносит тепло, а
другое нет. В беседе с Алексеем Николаевичем Крыловым
Ландау заметил: Боюсь Алексей Николаевич, что в данной
ситуации ваша аналогия является не совсем правильной:
живую и мертвую воду в жидком гелии II совершенно
нельзя разделить - они представляют собой как бы раствор
одной в другой
П.Л. Капица. Свойства жидкого гелия
http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_366.htm
|