Водяной гель - новая форма воды, конденсированной в жидком 4He

Анотація

Полупрозрачный слой (облако)примесного конденсата, который формируется на границе раздела сверхтекучий He II -пар при конденсации газообразного ⁴He с примесью паров воды в ячейке, заполненной сверхтекучим гелием при температуре T£1,5 К, трансформируется со временем в овальный айсберг средним диаметром ~9мм, подвешенный на стенках стеклянной ячейки под поверхностью жидкости. Внутри жидкого гелия айсберги могут существовать и при температурах выше Tl. При давлении паров P над поверхностью нормальной жидкости He I равном 150 Торр температура Td, при которой наблюдается интенсивный распад айсбергов, составляет 2,5 К. С повышением давления до 760 Торр температура Td возрастает до 4 К.В атмосфере газообразного ⁴He извлеченные из He II при T ~ 1,4 К "сухие" айсберги распадаются при нагреве выше 1,8К. Распад айсбергов сопровождается образованием на дне ячейки мелкодисперсного порошка (повидимому, аморфного льда),объем которого почти на два порядка меньше объема исходных айсбергов, т.е.полное содержание воды в айсберге £10²⁰ молекул/см³. Эта оценка согласуется с оценкой разности плотности айсберга и окружающей жидкости rL (отношение Dr/rL <0,1) по результатам наблюдений осцилляций образца при возникновении термоакустических колебаний в ячейке, заполненной жидким He I. При обсуждении структуры айсбергов можно предположить, что в гелиевом паре над поверхностью He II примесные молекулы H₂O слипаются в кластеры,так что остов примесь-гелиевого водяного конденсата в He II (дисперсионная система геля)образован водяными нанокластерами, окруженными одним-двумя слоями отвердевшего гелия, а заполняющий поры между частицами сверхтекучий He II служит дисперсионной средой водяного геля.