Механика

Наинизшая температура

Молекулы некоторых парамагнитных солей, например хромокалиевых квасцов, могут поворачиваться, как маленькие магнитики, вдоль силовых линий магнитного поля, а выделенное тепло отводится в окружающую среду. Если такую соль, предварительно охлажденную с помощью жидкого гелия до 1 К, поместить в сильное магнитное поле, то все ее молекулы повернутся вдоль силовых линий этого поля, а выделенное тепло передастся жидкому гелию. Если затем резко снять магнитное поле, то молекулы соли вновь повернутся в разные направления, а затраченная на это работа приведет к дальнейшему охлаждению соли.

Так может быть снижена температура до 0,001 К. Этот способ охлаждения называется методом адиабатического размагничивания. Таким же в принципе методом, только с применением других веществ, можно получить еще более низкую температуру.

Существенным недостатком получения очень низких температур методом размагничивания является его периодичность. Был предложен метод, лишенный этого недостатка. Впервые он был реализован у нас в стране. Метод основан на эффекте охлаж-дения, наступающего при растворении жидкого легкого изотопа ³Не в жидком сверхтекучем ⁴Не. При таком растворении атомы ³Не как бы расширяются в пустоту, поскольку не взаимодействуют со сверхтекучими атомами ⁴Не и при этом охлаждаются. Таким способом в непрерывном режиме можно достичь 0,001 К.

Наинизшая температура, полученная в лаборатории, равна 0,00001 К. Охлаждение вещества до столь низких температур дает возможность физикам лучше понять строение материи, изучить проявляющиеся при этих температурах ее квантовые свойства.