|
такую демонстрацию: в большой дьюар с гелием погружали
маленькую колбочку, тоже наполненную гелием. В колбочку впаивали капилляр,
другой конец которого был открыт. И вот, как только в колбочке включался
нагреватель, из нее начинала бить струя гелия. Можно было ожидать,
что коль скоро из колбочки истекает гелий, она должна опустеть. Однако
ничего подобного не происходило! Колбочка оставалась наполненной гелием
сколько бы долго не длился эксперимент.
Ландау освободился из тюрьмы как раз в разгар этих опытов и сейчас же с
головой ушел в разрешение загадки гелия II. Ему потребовалось около года
для того, чтобы объяснить все описанные эффекты. Теория его была дерзкой
и столь же парадоксальной, как само явление В математической модели Ландау
гелий
II рассматривался как "смесь" двух жидкостей - одной сверхтекучей, не
обладающей
вязкостью, другой - нормальной, причем они двигались
друг через друга без какого бы то ни было трения. Ландау показал, что при
абсолютном нуле весь гелий представляет из себя сверхтекучую массу, а масса
нормальной компоненты равна нулю. Затем, при повышении температуры,
нормальная компонента стремительно возрастает, и в критической точке, при
температуре 2,19° К , весь гелий становится нормальным. При этом с теплом,
с температурой была связана только нормальная составляющая гелия. Движение же
сверхтекучей компоненты вообще не сопровождалось каким-либо переносом теплоты.
То есть в известном смысле можно было говорить о том, что
282
в гелии II тепло отрывалось от общей массы жидкости и как бы приобретало
способность перемещаться относительно некоторого "фона", находящегося
при абсолютном нуле температуры. Именно этим объяснялся описанный выше
эффект, когда гелий охлаждался в том сосуде, куда втекал, а нагревался в том,
откуда вытекал. Ведь при сверхтекучем движении гелий вытекает без всякого
тепла. Поэтому в том сосуде, куда он втекает, остается одно и то же количе-,
ство тепла, а гелия становится больше. Следовательно, гелий в этом сосуда
начинет охлаждаться. Наоборот, в том сосуде, откуда гелий вытекал, его ста-^
новилось меньше, а тепла оставалось столько же. Естественно, он казался
более нагретым. Опыт с колбочкой также объяснялся наличием двух состав-^
ляющих. При нагревании гелия в колбе, из нее начинала бить струя нормалм
ного гелия. Но через тот же капилляр, навстречу этой струе и как бы сквози
нее в колбу втекал поток сверхтекучей компоненты. Обе эти компоненты были
равны по массе, и в этом заключался секрет удивительного явления - стру^
бьет, а колбочка не пустеет. Этим же встречным движением двух компонент
объяснялась фантастическая теплопроводность гелия II: в нем возникали два
противоположно направленных встречных потока. От нагретого конца к хо-|
лодному шел поток нормальной жидкости, переносящей тепло, а в обратном
направлении - поток сверхтекучей жидкости. Оба потока по количеству переносимой
ими массы в точности компенсировали друг друга. Модель Ландау
многим казалась фантастичной, но вскоре она была подтверждена экспери-|
ментально. Это было одно из фундаментальных достижений теоретической)
физики тех лет. 1
В 1940 г. Ландау женился на Коре Дробанцевой, с которой познакомился)
еще в Харькове и которую страстно любил всю свою жизнь. Только после)
этого он оказался окружен уютом и вниманием, которого не имел долгие годы)
своей холостяцкой жизни. Вообще Ландау был удивительно равнодушен к)
бытовым мелочам, прежде всего к одежде и еде. В Харькове он не обращал на|
свой костюм никакого внимания - мог явиться на свидание или в театр в|
мятых и грязных парусиновых брюках или прийти на какой-нибудь важный)
прием в клетчатой рубашке и босоножках Только после свадьбы, когда жена|
стала заказывать ему костюмы у лучших портных, он привык к дорогим и|
элегантным вещам. Пишут, что увлеченный какой-нибудь проблемой, Ландау
начисто забывал о сне и еде. Жене приходилось постоянно напоминать ему,
что пора обедать.
Научная деятельность Ландау в последующие годы была неразрывно связана с
Институтом физических проблем Капицы, причем он никогда не замыкался на
какой-то
одной теме, а проявлял поразительную разносторонность.
Он был настоящим физиком-универсалом и кроме создания фундаменталь-1
ной теории сверхтекучести жидкого гелия написал несколько основополагающих
работ
в области сверхпроводимости, а также по кардинальным проблемам физики
элементарных частиц и физики плазмы. Он интересовался и
многими другими вопросами - фактически не было такой отрасли теоретической
физики, в развитие которой он бы не внес своего вклада. В 1946 г.
Ландау был избран действительным членом Академии наук. В 40-х гг. возобновилась
его преподавательская деятельность. В 1943-1947 гг. он преподавал
|
|