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

ред.

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

ред.

Примітки

ред.
  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.