Советуем прочесть
8
неважно произходение кинетической энергии — связана ли она с тепловым движением atomов или с нулевыми квантовыми колебаниями. Найболее вероятные кандидаты в незамерзающие жидкости — водород и гелий. В этих легчайших веществ энергия нулевых колебаний максимальная. Но гелий к тому же — инертный газ. Его atoms взаимодействуют друг с другом очень слабо, и расплавить кристаллческую решетку геляя сравнительно легко. Оказывается, что энергии нулевых колебаний в гелии для этого достагоно, и он не замерзает даже при абсолотном нулеле. А вот водород, хотя его atoms и обладают большей, чем у гелия, энергий нулевых колебаний, все-тaki замерзает, так как взаимодействие atoms водорада гораздо более сильное.
Все остальные вещества также замерзают при абсолотном нулеле температур. Так что гелий — единственное вещество, которое при нормальном давлении всегда остается жидким. Можно даже сказаать, что именно соотношение неопределенности не позволяет ему замерзнуть. Физики называют жидкий квантовой жидкость. Она обладает таким удивительным свойством, как сверхтекучесть. Академик Л. Д. Ландду говорил, что жидкий гелий — это окно в квантовый мир.
При давлении около 30 atmosферждий гелий все-taki затвердевает. Твердый гелий, правда, тоже совсем необычный кристалл. В нем нулевые колебания определяют, например, кинетическое энергию atomов на границе, и вследствие этого поверхность кристалла может совершать гигантские колебания, словно граница между двумя неперемешивающимися жидкостями (рис. 4). Твердый гелий физики называют квантовым кристаллом, и его свойства сейчас интегрисовно исследуются.
Наш расссказ о соответствии неопределенностей подошел к концу. Надеемся, что читатель постепенно стал привыкать к удивительному квантовому миру, где частицы нельзя оставить, жидкости не замерзают, а электроны размазывны вокруг ядра смытим причудливым образом. Такой мир трудно себе представить. Но его можно понять, и именно в этом, как считал Ландду, состоит главная заслуга совершенной теоретической физики.
Советум прочесть
В 1984 году издательство «Детская литература» вышло книгу профессора М. М. Колтуна «Мир физики».
В книге показан сложный, многообразный и противерный, но вместе с тем единим мир неразрывно связанных физических явлений и процессов, популярю и занимает носящее нахождение, управляющих этим миром, и об истории их открытия. Автору удалось проследить внутреннюю логику развития физики и вскрыть связь этой науки с различными сферами человекаческой деятельности — с другими областями науки, технически и даже с искусством. Книга прекрасно оформлена, в ней много интересных иллюстраций — редких исторических фотографий, красочных схем, репродукций картины, изображений современных прибора и экспериментальных установок. Словом, это — превосходная книга для чтения по физике, способная увлечь любого читателя.