Pomeranchuk hatás
A Pomeranchuk-effektus a könnyű hélium-izotóp 3 He „folyadékkristályos” fázisátalakulásának anomális természete , amely az olvadás során felszabaduló hőben (és a szilárd fázis képződése során bekövetkező hőelnyelésben) fejeződik ki.
A hatást I. Ya. Pomeranchuk szovjet elméleti fizikus ( 1950 ) [1] jósolta meg , kísérletileg pedig W. M. Fairbank és G. K. Walters amerikai fizikusok fedezték fel ( 1957 ).
A hatás fizikája
Ennek az anomális viselkedésnek az az oka, hogy alacsony hőmérsékleten a kondenzált 3 He termodinamikai tulajdonságait nem annyira a fonon , mint inkább a spin tulajdonságok határozzák meg: mivel a 3 He atommagok spinje 1/2, így egyrészt folyadék 3 Engedelmeskednie kell a Fermi-statisztikának - Dirac , és entrópiájának , akárcsak a fémekben lévő elektrongáz entrópiájának, arányosnak kell lennie a hőmérséklettel; másrészt a 3 He szilárd test entrópiája a nukleáris spinek mágneses rendjének hőmérséklete feletti (de a Debye-érték alatti ) hőmérsékleten kell, hogy legyen , azaz nem függhet a hőmérséklettől.
Az eredmény az, hogy 0,3 K alatti hőmérsékleten a folyadék 3 He entrópiája kisebb, mint a szilárd testé. Ebből adódóan a Clausius-Clapeyron egyenlet szerint az olvadáspont nyomástól való függése is rendellenes: a nyomás növekedésével csökken.
Az effektus alkalmazása
A Pomeranchuk-effektust a 3 He adiabatikus kristályosításának módszerével ultraalacsony hőmérsékletek (1-1,5 mK-ig) elérésére használtuk : a 3 He adiabatikus kompressziója során az olvadási görbe mentén szilárd fázis képződik, és ennek megfelelően csökken a hőmérséklet. 1–1,5 mK alatt a 3 He nukleáris spinek sorrendje a szilárd fázisban a szilárd 3 He entrópiájának éles csökkenéséhez vezet , ami kizárja a Pomeranchuk-effektus lehetőségét.
Jegyzetek
- ↑ I.Ya. Pomeranchuk. A folyadék He-3 elméletéről (angol) // ZhETF : folyóirat. - 1950. - 1. évf. 20 . - 919. o .
Lásd még
Irodalom
- R.K. Richardson , A Pomeranchuk-effektus. Nobel-előadás , UFN , 167. kötet, 12. szám, 1997. december
 Szótárak és enciklopédiák |
|---|