"Сверхтекучесть твердого гелия" звучит почти как "вакуумная акустика", но на поверку оказывается вполне реальным феноменом.

Известно, что при понижении температуры ниже 2.176К жидкий гелий ⁴He переходит в сверхтекучее состояние с нулевой вязкостью и может течь без трения, проникая даже через поры с атомными размерами. Сверхтекучесть обязана своим существованием эффекту бозе-эйнштейновской конденсации и являет нам (наряду со сверхпроводимостью) наиболее яркое проявление квантово-механических законов в макроскопическом масштабе. В Природе сверхтекучесть - редкое явление. Долгое время после ее открытия в 1938 году она наблюдалась лишь в ⁴He. Только в 1972 году удалось обнаружить сверхтекучесть ³He, но при гораздо более низких температурах (атомы 3He являются фермионами и сначала должны образовать пары-бозоны). В 1995 году к сверхтекучим системам добавился газ атомов рубидия, после чего сверхтекучесть открыли и в других газах (спин-поляризованном водороде, молекулярных газах спаренных фермионов).

Твердые тела долгое время оставались единственным из трех привычных нам состояний вещества, где сверхтекучесть не наблюдалась, хотя теоретически была признана возможной, поскольку при низкой температуре квантовые флуктуации приводят к образованию в твердом теле делокализованных вакансий и других дефектов, которые способствуют сверхтекучести. Идеальным кандидатом в сверхтекучее твердое тело является опять же гелий, у которого атомы легкие, а силы межатомного взаимодействия слабые. Это делает твердый гелий не похожим на другие твердые тела. В частности, даже при температурах около 0 гелий замерзает лишь при давлении около 25 бар.

В недавней работе американские физики из Pennsylvania State University сообщили о регистрации фазового перехода твердого 4He в сверхтекучее состояние. Без сомнения захватывающие подробности этого открытия можно найти в  номере интернет-журнала Перст.

ПерсТ. 

27.02.2004