Новая фаза сверхтекучего гелия-3 позволит заглянуть в недра нейтронных звезд
14.02.2022
![(jpg, 22 Kб)](/FStorage/Download.aspx?id=cf3bbef4-8e4b-4b11-bc50-fe54ad578011)
Достижение ученых Института физических проблем им. П.Л.
Капицы (ИФП) РАН, впервые получивших β-фазу
сверхтекучего гелия-3, позволит лучше понять поведение так называемых
нетрадиционных, в том числе высокотемпературных сверхпроводников и даст
возможность заглянуть внутрь нейтронных звезд, в недрах которых при огромных
давлениях вещество обретает похожие свойства.
О наличии двух фаз гелия-3 в состоянии сверхтекучей жидкости
было известно с начала 1970-х гг. Переход гелия-3 в сверхтекучую А-фазу был
обнаружен при температуре 2,6 милликельвина, переход в В-фазу происходит при
2,07 милликельвинов. Свойства этих фаз оказались столь разнообразными, что вокруг
их изучения возникла целая область физики сверхнизких температур – физика
сверхтекучего гелия-3.
![(jpg, 37 Kб)](/FStorage/Download.aspx?id=90834873-7641-4b71-826d-99a262c4e2a1)
В ходе дальнейших исследований было обнаружено существование
при определенных условиях и других фаз сверхтекучего состояния гелия-3. В
частности, теоретически было давно предсказано образование так называемой β-фазы. Ученым ИФП РАН впервые
удалось выделить новую фазу сверхтекучего гелия-3 практически. Для этого
гелий-3 был заключен в нематический (нитевидный) аэрогель (см. фото выше), силикатную
наноструктуру, состоящую из нитей, которые образуют жесткий каркас с
пористостью 97–99 %. Помещенный в такую среду сверхтекучий гелий-3 воспринимает
аэрогель как примесь, которая модифицирует его свойства.
![(jpg, 33 Kб)](/FStorage/Download.aspx?id=ed6b5b63-f17f-4631-abf4-5f251ff1aeae)
Аэрогель прикреплялся к механическому резонатору, и
исследовались резонансные свойства этой системы в зависимости от температуры.
Переход гелия-3 в ту или иную фазу сопровождался изменением плотности
сверхтекучей компоненты и тем самым влиял на резонансную частоту. Этим методом
были зарегистрированы предсказанные переходы в сверхтекучую β-фазу. Было установлено, что
интервал температур, в котором существует β-фаза, пропорционален величине магнитного поля.
Подробнее см. в статье Superfluid β phase of 3He, V. V. Dmitriev, M. S. Kutuzov, A. A.
Soldatov, and A. N. Yudin, Phys. Rev. Lett. 127, 265301 – Published 23
December 2021.
Редакция сайта РАН