Явище Померанчука

Явище Померанчука — аномальний характер плавлення (або тверднення) гелію-3 (3Не) — легкого ізотопу гелію. Рідкий гелій-3 охолоджується, якщо його ізоентропійно стискати за температури нижчої 0,3 К. Це відбувається тому, що гелій-3 має незвичайну властивість: його твердий стан може мати вищу ентропію, ніж рідкий стан, і при утворенні твердої фази відбувається поглинання тепла.

Явище Померанчука теоретично передбачив у 1950 році Ісак Померанчук. Уперше цей ефект спостерігав Юрій Ануфрієв у 1965 році[1]. В 1957 році його експериментально виявили американські фізики Вільям Фейрбенк[en] і Г. К. Волтерсон. У 2021 році аналогічний ефект спостерігався на скрученому двошаровому графені[2][3][4] та в дихалькогенідах перехідних металів[5].

Застосування ефекту

Явище Померанчука використовують для одержання низьких температур[6]: при адіабатному стиску 3Не вздовж кривої плавлення відбувається утворення твердої фази і відповідне зниження температури. Явище Померанчука можливе до температур 1—1,5 мК, оскільки при нижчих температурах відбувається впорядкування ядерних спінів твердого 3Не, що призводить до різкого спаду його ентропії.

Джерела

Примітки

  1. ↑ Lee, David M. (1 липня 1997). The extraordinary phases of liquid ${}^{3}$He. Reviews of Modern Physics. Т. 69, № 3. с. 645—666. doi:10.1103/RevModPhys.69.645. Процитовано 2 березня 2024.
  2. ↑ Dumé, Isabelle (21 квітня 2021). Electrons in twisted graphene 'freeze' when heated. Physics World (брит.). Процитовано 2 березня 2024.
  3. ↑ Rozen, Asaf; Park, Jeong Min; Zondiner, Uri; Cao, Yuan; Rodan-Legrain, Daniel; Taniguchi, Takashi; Watanabe, Kenji; Oreg, Yuval; Stern, Ady (2021-04). Entropic evidence for a Pomeranchuk effect in magic-angle graphene. Nature (англ.). Т. 592, № 7853. с. 214—219. doi:10.1038/s41586-021-03319-3. ISSN 1476-4687. Процитовано 2 березня 2024.
  4. ↑ Ablikim, M.; Achasov, M. N.; Adlarson, P.; Ahmed, S.; Albrecht, M.; Aliberti, R.; Amoroso, A.; An, Q.; Lavania, Anita (2021-11). Oscillating features in the electromagnetic structure of the neutron. Nature Physics (англ.). Т. 17, № 11. с. 1200—1204. doi:10.1038/s41567-021-01345-6. ISSN 1745-2481. Процитовано 2 березня 2024.
  5. ↑ Li, Tingxin; Jiang, Shengwei; Li, Lizhong; Zhang, Yang; Kang, Kaifei; Zhu, Jiacheng; Watanabe, Kenji; Taniguchi, Takashi; Chowdhury, Debanjan (2021-09). Continuous Mott transition in semiconductor moiré superlattices. Nature (англ.). Т. 597, № 7876. с. 350—354. doi:10.1038/s41586-021-03853-0. ISSN 1476-4687. Процитовано 2 березня 2024.
  6. ↑ Weisstein, Eric W. Pomeranchuk Cooling -- from Eric Weisstein's World of Physics. scienceworld.wolfram.com (англ.). Процитовано 2 березня 2024.