超流体与玻色-爱因斯坦凝聚
λ相变
/ LAM-duh tran-ZISH-un /
水结成冰时,是在单一而分明的温度上完成的,那一瞬还会倾出固定的一份热量。可把液氦冷向它的超流态,却不大一样——确有一个特别的温度让它改头换面,但这变化是平滑地悄然逼近,最后在一个刀刃般的点上达到顶峰,而不是猛地放出一阵热。
λ相变,就是液氦-4变成超流体的那个温度,约在绝对零度以上2.17度。它的名字来自一张图:若你画出加热时液体吸进多少热量,那条曲线会上升,恰在相变处骤升成一个又高又尖的顶,再跌落——这形状活像希腊字母λ。这一相变是连续的,意思是超流的那一份从零开始逐渐长大,而不是一下子全冒出来。
它之所以重要,是因为它是连续相变最干净、研究得最精细的范例,是“物质如何重新组织自己”这整套理论的一块标尺。常见的混淆,是指望它像结冰那样,有一份明确释放的潜热,和两个共存相之间一道分明的界线;事实上,氦是平滑地过渡进超流态、不带任何潜热的,而这恰恰正是λ相变的特别之处。
把液氦冷过2.17开尔文,它原本剧烈的沸腾会戛然而止——在λ点之上,气泡在它通体翻滚;可它一旦变成超流体,导热便完美得连一个气泡也生不出来,液面诡异地归于平静。
在λ点上,沸腾的氦在转为超流体的一刻骤然变得平静如镜。
这个“λ”纯粹是在描摹热容曲线的形状——它与波长,或你在物理里可能遇到的任何别的λ,都毫无关系。
又称
另见