Техника - молодёжи 1941-04, страница 25

капилляру чрезвычайно медленно. А вот гелий-Н протекает с такой скоростью, с какой он лился бы струей без всякой трубочки. •

Обнаружить следы вязкости в ^трубке с тончайшим каналом весьма трудно. В таком канале жидкости вмещается очень мало, и какой-нибудь пузырек газа, попавший в капилляр, легко может исказить все измерения.

■Капица колоссально расширил сечение капилляра, оставляя его в то же время очень узким. Одно как будто бы Исключает другое! Выход был найден в том, чтобы заставить гелий-Н протекать в щель между двумя плоскими кварцевыми дисками, куда он подводился через центр дисков. Ширина этой щели не превышала пяти десятитысячных миллиметра. Эту тончайшую щель можно рассматривать как целую серию расходящихся веером, по радиусам, капиллярных трубок. Между этими зазорами гелий-Н проваливался, не обнаруживая и следа какой-бы то ни было вязкости. Это-то его состояние Капица и назвал «сверхтекучим».

Итак, экспериментом было найдено противоречие между двумя следствиями теории. Как его разрешить?

Наличие безвязкостного движения подтверждается полностью. А «сверхтеплопроводность»? В какой мере она неоопорима?

Быть может, в сверхтекучей жидкости, в гелии-И, создаются конвекционные потоки, мгновенно переносящие тепло? Те самые потоки, которые физические хрестоматии учили нас обнаруживать с помощью свечки в дверях, открытых в более холодное помещение.

Конвекционная гипотеза рухнула, когда выяснилось из подсчетов, что для осуществления.. наблюдавшейся теплопроводности конвекционные потоки должны двигаться со скоростью, превышающей скорость пули. Для создания таких мощных потоков неоткуда брать энергию.

Других гипотез не было.

Их неоткуда было почерпнуть, так как физика не знала невязкой жидкости. Теория была бессильна объяснить новые факты.

Пришлось итти ощупью, пробовать, не влияет ли на теплопередачу давление. Оказалось, что нет. Может быть, сила тяжести? Тоже нет...

На поиски выхода из тупика ушло около года напряженного труда; было проделано около сотни экспериментов, кончившихся неудачей. ,

Обычно для опыта брался сосуд, наполненный жидким гелием. В эту жидкость погружалась 'подвешенная на нитях миниатюрная колбочка, от которой отходила капиллярная трубка. Сосуд был связан со специальным трубопроводом, по которому отсасывался испаряющийся в процессе опыта гелий.

И вот оказалось, что из лабораторной сети гелиевого трубопровода на жидкий гелий передавались маленькие пульсации давления. При этом совершенно неожиданно изменялась теплопроводность в капилляре колбочки, погруженной в жидкий гелий. Пульсации, вызываемые работой насосов, были весьма малы, но они изменяли теплопроводность гелия-II в десятки раз.

Сразу возник вопрос: как эти небольшие пульсации давления могли играть такую крупную роль?

Отдыхая от предыдущего опыта в области сверхнизких температур, Арк-Синус решил согреться чайком. Он включи электрическую плитку и поставил на не чайник. Прождав более часа, доктор удивлением заметил, что чайник нисколь ко не нагрелся. Доктор пришел в недоумение, но тут же вспомнил, что спирали электрической плитки сделаны из металла, который при сверхнизкой температуре теряет сопротивление и становится сверхпроводимым. Поэтому спираль плитки совершенно не накалилась.

Прежде всего надо было понять, как они происходят. О жидком гелии известно было, что это сравнительно легко сжимаемая жидкость. Поэтому не было ничего удивительного в том, что пульсации наружного давления могли ее сжимать. Но как это могло влиять на теплопроводность в капилляре?

Можно предположить, что возникают какие-то потоки жидкого гелия, которые переносят тепло и которым мешает переменное давление. Если так, то надо эти потоки искать! Искать их надо, естественно, в тех самых капиллярах, через которые у Кеезома с такой легкостью утекало тепло.

Неудача с чайником натолкнула доктора на мысль соорудить кабель без потерь. Арк-Синус заключил кабель в стеклянную двухствнную оболочку для жидкого гелия. Чтобы гелий не испарялся, пришлось окружать кабель второй оболочкой для жидкого воздуха. Но оказалось, что холодильные машины, вырабатывающие жидкий гелий и жидкий воздух для кабеля, потребляют всю энергию электростанции, так что для передачи ничего не остается. Затея доктора оказалась явно нецелесообразной и вызвала бурю протеста.

23