Битва за хаос - страница 49

Шрифт
Интервал

стр.

Термометр показывал температуру 4,2К, такой низкой еще никому не удавалось достичь. Было опять высказано сомнение в принципиальной возможности сжижения, но тут одного из ученых осенила, в общем-то, простая мысль: если гелий таки стал жидкостью и начал закипать, термометр может и не показывать изменения температуры. Сосуд внимательно осмотрели и обнаружили, что он был весь заполнен бесцветной жидкостью фантастической прозрачности. Директор Лейденской лаборатории проводившей сжижение — Камерлинг-Оннес — описывает увиденное: «Это было удивительное зрелище: появление впервые жидкости, имеющей почти нематериальный вид. Втекание ее в сосуд не было замечено. Ее присутствие было замечено, когда она уже наполнила сосуд, а ее поверхность выделялась остро, как лезвие ножа…». Запомним, что полностью упорядоченная жидкость имела «почти нематериальный вид». Камерлинг, продолжал экспериментировать с жидкостью нематериального вида, в частности изучал проводимости металлов при низких температурах. Исследователи давно знали, что на холоде проводимость металлов растет, более того, сам ток проходя через них вызывает нагрев проводников и чем больше ток, тем больше нагрев. Этот рост совершенно справедливо связывали с колебаниями атомов и неоднородностью структуры металлов. Впрочем, часто в расчетах (там, где это было допустимо) инженеры пренебрегали сопротивлением, введя т. н. «идеальный проводник» по аналогии с идеальным газом. Но если идеальный газ представлялся относительной абстракцией, то идеальный проводник выглядел абстракцией абсолютной. Наш голландец перебирал разные металлы. Начал с золота и платины, так как их тогда можно было получить в относительно чистом виде. Охлаждая их примерно до 1К он наблюдал падение сопротивления к некоему остаточному уровню, что, в общем-то, было малоинтересно. Но он обратил внимание, что уровень остаточного сопротивления был меньше, если металл был чище, после чего сделал предположение, что у абсолютно чистых металлов сопротивление должно уменьшаться до нуля. Чистота, как понятие, здесь в очередной раз пересеклось с возможностью достичь параметра считавшегося идеальным, выступив здесь составляющей организации. Тут Камерлинг и обратил внимание на ртуть, жидкую (в отличие от остальных металлов) при обычной температуре. Перегнав ее пару раз и добившись, таким образом, максимальной степени очистки, ртуть начали охлаждать. Уже при температуре 100К это жидкий металл достиг такой степени упорядоченности, что из него можно было бы делать гвозди или ножи. Сопротивление тоже падало. По чуть-чуть. И вдруг при температуре 4,1К сопротивление исчезло. Скачком. В ноль. Это настолько не укладывалось в стандартное воображение, что эксперимент повторяли много раз, измерение вели разными приборами, но результат был один и тот же. «…не осталось сомнений, писал Камерлинг-Оннес, в существовании нового состояния ртути, в котором сопротивление фактически исчезает… Ртуть перешла в новое состояние, и, учитывая его исключительные электрические свойства, его можно назвать сверхпроводящим состоянием». Тогда Нобелевские премии вручали не абы за что, и Камерлинг ее получил. Но никто не мог представить, что именно он открыл. А открыл он дверь в иной мир, в мир, где существует полная упорядоченность. Стало ясно, что при таком порядке вещества ведут себя совсем не так как при обычных температурах. Практически была подтверждена теорема Нернста, сформулированная в 1906 году, а сейчас проходящая как третий закон термодинамики: при стремлении температуры к абсолютному нулю, энтропия тоже стремится к нулю.[84] Малость энтропии, а в пределе — приближение ее к нулю, означало полное прекращение хаотических явлений в веществе, что позже объяснило не только сверхпроводимость, но и открытую в 1941 году Петром Капицей сверхтекучесть, когда жидкий гелий при температуре 2,19 К терял вязкость и свободно проникал через щели толщиной в несколько десятков нанометров. Одновременно из Третьего начала следовала и его теневая сторона — невозможность достижения абсолютного нуля, а значит и некоего абстрактного «абсолютного порядка». Энтропия и в этом случае отказалась неуничтожимой, для ее уничтожения требовалась бесконечная энергия, которой ни у кого нет.

стр.

Похожие книги