Low Temperature Physics: 39, 770 (2013); https://doi.org/10.1063/1.4821757
Физика Низких Температур: Том 39, Выпуск 9 (Сентябрь 2013), c. 992-1000    ( к оглавлению , назад )

О возможности двух фазовых переходов в жидком гелии

Ю.М. Полуэктов

Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт» ул. Академическая, 1, г. Харьков, 61108, Украина
E-mail: yuripoluektov@kipt.kharkov.ua

А.С. Рыбалко

Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины пр. Ленина, 47, г. Харьков, 61103, Украина

Статья поступила в редакцию 19 марта 2013 г.

Аннотация

Предложено объяснение природы максимумов диэлектрической проницаемости и плотности, которые наблюдаются в жидком гелии несколько выше температуры сверхтекучего перехода. Показано, что существование максимумов может быть обусловлено фазовым переходом, в результате которого гелий приобретает спонтанную поляризацию. Возможность такого перехода в жидкости связана с тем, что при поляризации атома его энергетические уровни понижаются и вследствие этого поляризация оказывается энергетически выгодной, особенно для легких атомов. Наряду с этим возникновение дипольного момента у атома приводит к появлению дополнительного электрического поля и, следовательно, к возрастанию энергии. В результате возможность спонтанной поляризации системы атомов определяется конкуренцией указанных факторов. Таким образом, согласно развиваемым представлениям, при понижении темпеpатуры в жидком гелии вначале происходит фазовый переход в поляризованную нормальную фазу, а за-тем уже из состояния с ненулевой поляризацией осуществляется сверхтекучий переход. Переход нормальной жидкости в поляризованную фазу описан в рамках феноменологической теории фазовых переходов. Показано, что переход может быть как первого, так и второго рода.

PACS: 31.15.ap Поляризуемость и другие атомные и молекулярные свойства;
PACS: 67.25.–k 4He;
PACS: 64.70.–р Специфические фазовые переходы;
PACS: 77.22.–d Диэлектрические свойства твердых тел и жидкостей.

Ключевые слова: дипольный момент, диэлектрическая проницаемость, фазовый переход, поляризуемость.