Pomeranchuk effekt
Pomeranchuk-effekten är en avvikande karaktär av fasövergången "vätskekristall" av den lätta heliumisotopen 3 He , uttryckt i frigöring av värme under smältning (och absorption av värme under bildandet av en fast fas).
Effekten förutspåddes av den sovjetiske teoretiske fysikern I. Ya. Pomeranchuk ( 1950 ) [1] och upptäcktes experimentellt av de amerikanska fysikerna W. M. Fairbank och G. K. Walters ( 1957 ).
Effektens fysik
Anledningen till detta onormala beteende är att vid låga temperaturer bestäms de termodynamiska egenskaperna hos kondenserad 3He inte så mycket av fonon som av spinnegenskaper : eftersom 3 He-kärnor har spin 1/2, då å ena sidan vätska 3 Han måste lyda Fermi-statistik - Dirac , och dess entropi , liksom entropin för elektrongasen i metaller, måste vara proportionell mot temperaturen; å andra sidan måste entropin för fast 3 He vid temperaturer över temperaturen för magnetisk ordning av kärnspinn (men under Debye-värdet ) vara , d.v.s. får inte bero på temperatur.
Resultatet är att vid temperaturer under 0,3 K är entropin för flytande 3 He mindre än för fast. Som ett resultat, enligt Clausius-Clapeyrons ekvation, är smältpunktens beroende av tryck också anomalt: det minskar med ökande tryck.
Tillämpa effekten
Pomeranchuk-effekten användes för att erhålla ultralåga temperaturer (upp till 1–1,5 mK) genom metoden för adiabatisk kristallisation av 3 He: under adiabatisk komprimering av 3 He bildas en fast fas längs smältkurvan och temperaturen minskar i enlighet därmed. Under 1–1,5 mK leder ordningen av 3 He-kärnspinn i den fasta fasen till en kraftig minskning av entropin för fast 3He , vilket utesluter möjligheten för Pomeranchuk-effekten.
Anteckningar
- ↑ I.Ya. Pomeranchuk. Om teorin om flytande He-3 (engelska) // ZhETF : journal. - 1950. - Vol. 20 . — S. 919 .
Se även
Litteratur
- R.K. Richardson , Pomeranchuk-effekten. Nobelföreläsning , UFN , volym 167, nummer 12, december 1997
 Ordböcker och uppslagsverk |
|---|