Кристаллизационные волны - слабо затухающие колебания границы раздела квантовый кристалл - сверхтекучая
квантовая жидкость, обусловленные периодич. плавлением и кристаллизацией. К.
в., распространяющиеся вдоль границы раздела, экспериментально наблюдались в
4Не. Механизм возникновения К. в. состоит в следующем: в равновесии
квантовый кристалл имеет определ. форму, обеспечивающую минимум свободной энергии
его поверхности; любое отклонение формы кристалла от равновесной приводит к
увеличению поверхностной энергии. Поэтому любая неравновесная форма кристалла
будет изменяться за счёт кристаллизации или плавления так, чтобы поверхностная
энергия уменьшалась. С др. стороны, вследствие разности плотностей двух фаз
рост и плавление кристалла вызывают движение жидкости, т. е. увеличение кине-тич.
энергии системы. В результате поверхность будет испытывать слабо затухающие
колебания, во многом сходные с обычными капиллярными волнами на границе раздела
жидкости и газа (см. Капиллярные явления ).В частности, К. в. характеризуются
таким же, как и капиллярные волны, законом дисперсии:
(- частота колебаний,
k - волновой вектор). Отличие состоит в том, что в случае К. в. движение
границы целиком обусловлено периодич. плавлением и кристаллизацией, а в объёме
кристалл остаётся неподвижным и недеформированным. Это свойство позволяет также
отличить К. в. от упругих поверхностных волн.
Для существования К. в.
необходимо, чтобы полная диссипация энергии, сопровождающая кристаллизацию и
плавление, была достаточно мала. В обычных классич. кристаллах это условие не
выполняется, и процесс установления равновесной формы носит апериодич. характер.
В случае границы сверхтекучая квантовая жидкость - квантовый кристалл (поверхность
кристалла 4Не) возникновение К. в. оказывается возможным, если темп-pa
Т достаточно низка (гораздо ниже
-точки) и если поверхность кристалла находится в особом квантово-шероховатом
состоянии, являющемся квантовым аналогом классич. атомно-шероховатого состояния
(см. Кристаллизация).
Квантово-шероховатое состояние
(как и классическое) характеризуется большим кол-вом термодинамически равновесных
дефектов поверхности (ступеней и изломов на ступенях). Основное отличие состоит
в том, что в квантовом случае изломы на ступенях ведут себя как квазичастицы
(см. Дефектон), т.е. их движение, а следовательно и движение самих ступеней,
практически не сопровождается диссипацией энергии. Поэтому рост и плавление
кристалла с квантово-шероховатой поверхностью, обусловленные, как и в классическом
случае, именно движением изломов и ступеней, могут происходить практически бездиссипа8тивно.
Кристаллизационная волна
на поверхности кристалла 4Не при Т = 0,5К, возникшая в результате
удара по наружной стенке криостата.
Бездиссипативность означает,
что кристалл может расти и плавиться с весьма большими скоростями уже при ничтожных
внеш. воздействиях. Так, кристаллы 4Не размером 1
см с квантово-шероховатой поверхностью при T<1 К принимают равновесную форму
в поле тяжести за времена 1
с. При этом поверхность кристалла
имеет вид выпуклого мениска, сходного с мениском, к-рый образует поверхность
жидкости, плохо смачивающей стенки сосуда. К. в. на такой поверхности (как и
обычные капиллярные волны) могут быть возбуждены либо с помощью переменного
электрического поля, либо при механич. вибрациях прибора (рис.).
Поверхность кристалла 4Не
при низких темп-pax в зависимости от её ориентации относительно осей кристалла
может находиться либо в квантово-шероховатом, либо в классич. атомно-гладком
состоянии. Атомногладкая поверхность не обладает свойством бездиссипативной
кристаллизации; соответственно К. в. па таких поверхностях не могут существовать.
Согласно теории, К. в. могут существовать, кроме 4Не, также и в 3Не,
однако лишь при Т1
мК, при к-рых жидкий 3Не становится сверхтекучим, а твёрдый 3Не
- антиферромагнитным.
К. в.- одно из проявлений квантовых законов на макроскопич. уровне - для конденсиров. тела как целого.
А. Я. Паршин
Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.
Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.
Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.
Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.