Добавить в корзинуПозвонить
Найти в Дзене
УМАПАЛАТА

Вода, которая ускользает от законов

На Земле есть несколько мест, в которых вода ведет себя странно. Например, в водопаде Киндер в Великобритании вода падает не в ту сторону. Не вниз, а вверх. Конечно, там дело просто в сильных ветрах, которые уносят воды слабенького водопада вверх. Однако и безо всякого ветра вода способна удивлять своей странной текучестью. Сверхтекучестью. Сразу оговоримся, вода, конечно, сверхтекучестью не обладает, но вот т.н. квантовая жидкость, жидкий гелий и некоторые другие ее виды – вполне. Как сверхтекучесть проявляется на практике? Обычная жидкость испытывает трудности при протекании через узкие капилляры из-за трения и поверхностного натяжения. Сверхтекучая жидкость таких проблем не испытывает, она течет без трения, что приводит к занятным феноменам. Она может не только проникать в любые капилляры, но и способна течь/ползти вверх по объектам против сил гравитации. Возьмем тазик жидкого гелия. При очень низкой температуре заметная доля атомов гелия перейдет в основное квантовое состояние. То

На Земле есть несколько мест, в которых вода ведет себя странно. Например, в водопаде Киндер в Великобритании вода падает не в ту сторону. Не вниз, а вверх.

Конечно, там дело просто в сильных ветрах, которые уносят воды слабенького водопада вверх. Однако и безо всякого ветра вода способна удивлять своей странной текучестью. Сверхтекучестью.

Сразу оговоримся, вода, конечно, сверхтекучестью не обладает, но вот т.н. квантовая жидкость, жидкий гелий и некоторые другие ее виды – вполне.

Как сверхтекучесть проявляется на практике? Обычная жидкость испытывает трудности при протекании через узкие капилляры из-за трения и поверхностного натяжения.

Сверхтекучая жидкость таких проблем не испытывает, она течет без трения, что приводит к занятным феноменам. Она может не только проникать в любые капилляры, но и способна течь/ползти вверх по объектам против сил гравитации.

Возьмем тазик жидкого гелия. При очень низкой температуре заметная доля атомов гелия перейдет в основное квантовое состояние. То есть они будут обладать самой низкой энергией из возможных.

Чтобы перевести атом в другое энергетическое состояние, ему нужно передать энергию, которой будет хватать для того, чтобы он в это состояние перешел. Не меньше.

Даже при очень низких температурах (в экспериментах со сверхтекучей жидкостью они составляют 2 К и ниже) атомы продолжают по чуть-чуть дребезжать. Но это дребезжание слишком слабое (энергии не хватает), чтобы вывести их из основного состояния.

У такой системы, в которой не меняется основное состояние, может наблюдаться интересный эффект - отсутствие вязкости. Атомы в такой системе не будут испытывать трения. Это и делает возможным выкрутасы жидкости с течением по неожиданным направлениям.

В результате этой особенности, а также при помощи упомянутой "энергии дребезжания" реализуется медленное движение всего коллектива атомов гелия в направлении, где этих атомов меньше или нет вовсе. Это может быть направление и вверх по стенке сосуда.

Впервые это явление было открыто знаменитым советским физиком Петром Леонидовичем Капицей в 1938 г., а теория была разработана великим и ужасным Львом Ландау позднее. Интересно, что Ландау за свою теоретическую работу получил Нобелевскую премию в 1962 г., а Капица – за экспериментальную только в 1978 г.