Pomeranchuk effekt
Pomeranchuk-effekten er en unormal karakter af "flydende-krystal" -faseovergangen af den lette heliumisotop 3 He , udtrykt i frigivelse af varme under smeltning (og absorption af varme under dannelsen af en fast fase).
Effekten blev forudsagt af den sovjetiske teoretiske fysiker I. Ya. Pomeranchuk ( 1950 ) [1] og eksperimentelt opdaget af de amerikanske fysikere W. M. Fairbank og G. K. Walters ( 1957 ).
Effektens fysik
Årsagen til denne unormale adfærd er, at ved lave temperaturer bestemmes de termodynamiske egenskaber af kondenseret 3He ikke så meget af fonon som af spinegenskaber : da 3 He-kerner har spin 1/2, så på den ene side væske 3 Han skal adlyde Fermi-statistikker - Dirac , og dens entropi , ligesom entropien af elektrongassen i metaller, skal være proportional med temperaturen; på den anden side skal entropien af fast 3 He ved temperaturer over temperaturen for magnetisk orden af nukleare spins (men under Debye-værdien ) være , dvs. må ikke afhænge af temperaturen.
Resultatet er, at ved temperaturer under 0,3 K er entropien af væske 3 He mindre end for fast stof. Som et resultat, ifølge Clausius-Clapeyron-ligningen, er smeltepunktets afhængighed af tryk også unormalt: det falder med stigende tryk.
Anvendelse af effekten
Pomeranchuk-effekten blev brugt til at opnå ultralave temperaturer (op til 1-1,5 mK) ved metoden med adiabatisk krystallisation af 3 He: under adiabatisk kompression af 3 He dannes en fast fase langs smeltekurven, og temperaturen falder tilsvarende. Under 1-1,5 mK fører rækkefølgen af 3 He nukleare spins i den faste fase til et kraftigt fald i entropien af fast 3 He, hvilket udelukker muligheden for Pomeranchuk-effekten.
Noter
- ↑ I.Ya. Pomeranchuk. Om teorien om flydende He-3 (engelsk) // ZhETF : tidsskrift. - 1950. - Bd. 20 . — S. 919 .
Se også
Litteratur
- R.K. Richardson , Pomeranchuk-effekten. Nobelforelæsning , UFN , bind 167, hæfte 12, december 1997
 Ordbøger og encyklopædier |
|---|