Efecto pomeranchuk
El efecto Pomeranchuk es una naturaleza anómala de la transición de fase “líquido-cristal” del isótopo ligero de helio 3 He , expresado en la liberación de calor durante la fusión (y la absorción de calor durante la formación de una fase sólida).
El efecto fue predicho por el físico teórico soviético I. Ya. Pomeranchuk ( 1950 ) [1] y descubierto experimentalmente por los físicos estadounidenses W. M. Fairbank y G. K. Walters ( 1957 ).
La física del efecto
La razón de este comportamiento anómalo es que, a bajas temperaturas, las propiedades termodinámicas del 3 He condensado no están determinadas tanto por el fonón como por las propiedades de espín : dado que los núcleos de 3 He tienen espín 1/2, entonces, por un lado, el líquido 3 Debe obedecer la estadística de Fermi - Dirac , y su entropía , como la entropía del gas de electrones en los metales, debe ser proporcional a la temperatura; por otro lado, la entropía del 3He sólido a temperaturas por encima de la temperatura de ordenación magnética de espines nucleares (pero por debajo del valor de Debye ) debe ser , es decir, no debe depender de la temperatura.
El resultado es que a temperaturas por debajo de 0,3 K la entropía del líquido 3 He es menor que la del sólido. Como resultado, según la ecuación de Clausius-Clapeyron, la dependencia del punto de fusión con la presión también es anómala: disminuye al aumentar la presión.
Aplicando el efecto
El efecto Pomeranchuk se utilizó para obtener temperaturas ultrabajas (hasta 1–1,5 mK) mediante el método de cristalización adiabática de 3 He: durante la compresión adiabática de 3 He, se forma una fase sólida a lo largo de la curva de fusión y la temperatura disminuye en consecuencia. Por debajo de 1-1,5 mK, el ordenamiento de los espines nucleares del 3He en la fase sólida conduce a una fuerte caída de la entropía del 3He sólido , lo que excluye la posibilidad del efecto Pomeranchuk.
Notas
- ↑ I. Ya. Pomeranchuk. Sobre la teoría del líquido He-3 (inglés) // ZhETF : revista. - 1950. - Vol. 20 _ — Pág. 919 .
Véase también
Literatura
- R. K. Richardson , El efecto Pomeranchuk. Conferencia Nobel , UFN , volumen 167, número 12, diciembre de 1997
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