При температурах выше температуры перехода жидкий гелий получил название гелий I, обыкновенный гелий. Жидкий гелий с температурой ниже 2°, когда он является особой жидкостью, получил название гелий II.
Гелий II и есть та замечательная жидкость, о свойствах которой я и хотел рассказать. Свойства эти открывались постепенно, начиная с таинственного переползания.
Наиболее замечательное свойство жидкого гелия было открыто советским физиком Петром Леонидовичем Капицей. Капица показал, что жидкий гелий вовсе лишен всякой вязкости. Что такое вязкость? Это способность жидкости сопротивляться движению. Вы ясно представляете себе, насколько труднее было бы плавать в меду, чем в воде. Соответственно этому говорят, что мед — это жидкость гораздо более вязкая, чем вода.
П. Л. Капице удалось показать, что вязкость гелия отличается от вязкости воды не менее чем в миллиард раз. Это только верхний предел, связанный с точностью экспериментов, тот предел вязкости, который наблюдал Петр Леонидович Капица. Вязкость гелия II оказалась столь маленькой, что вообще не могла быть измерена. Можно утверждать, что жидкий гелий просто лишен всякой вязкости.
Это явление получило название сверхтекучести. Поэтому гелий II называют сврехтекучей жидкостью».
Приведя еще несколько фактов мистического поведения гелия II, Ландау рассказал об эксперименте с нагреванием его:
«В большой сосуд с гелием была погружена бульбочка с идущей от нее трубочкой, открытой и наполненной гелием. В этой бульбочке гелий слегка подогревался. Что бы произошло с какой-нибудь жидкостью? Жидкость нагревалась бы, тепло выходило бы в окружающую жидкость, и можно было бы обнаружить, что разные места жидкости обладают разной температурой.
П. Л. Капица поместил напротив отверстия капилляра легкое крылышко, и, двигая этим крылышком, он показал, что из отверстия капилляра бьет струя гелия. Обстоятельство удивительное во всех отношениях. Удивителен не только сам факт, что при нагревании ни с того ни с сего бьет струя гелия. Еще более удивительным является то обстоятельство, что сосуд при этом не пустеет. Если из сосуда систематически вырывается струя жидкости, то через короткое время в сосуде не должно ничего остаться. В данном случае никаких изменений не происходит. Сосуд остается наполненным гелием, как вначале.
Получается библейский эксперимент в стиле куста, который горит и не сгорает. Так и здесь бульбочка, из которой бьет струя и которая при этом не пустеет, а остается столь же полной, какой была и вначале.
Это обстоятельство является одним из многочисленных примеров, некоторые из которых я уже упомянул, такой парадоксальности свойств жидкого гелия. Его свойства на первый взгляд кажутся совершенно нелепыми. Как в известном анекдоте о жирафе, про которого было сказано, что „этого не может быть“. Такое примерно ощущение вызывают свойства жидкого гелия. Получается ощущение, что вообще этого не может быть, что эти свойства гелия логически противоречивы. Само собой разумеется, что никаких логических противоречий здесь, как и в других областях физики, быть не может. Это показывает только на то, что причины этих свойств лежат в очень необычных вещах, очень чуждых нашему представлению. И действительно, в дальнейшем мне удалось построить теорию, которая объяснила некоторые существенные из свойств жидкого гелия. Было бы невозможно даже в самых общих чертах попытаться объяснить вам сущность этой теории. Она основана на одном из величайших достижений физики XX века, так называемой квантовой механике. Квантовая механика — это бесконечно сложная как методически, так и по заложенным в ней физическим понятиям область теоретической физики, и она характеризуется тем, что многие из используемых ею понятий очень плохо доступны нашему восприятию. Объясняется это тем, что наше восприятие воспитано не столько на мощи нашего интеллекта, сколько на нашем повседневном опыте. Мы легко воспринимаем те вещи, которые мы видели, и очень плохо воспринимаем те вещи, которые не видели».
Жидкий гелий — в сосуде, или в бульбочке, или протекающий сквозь щель между пластинками, то есть вещество, целиком принадлежащее макромиру, и… квантовая механика.
Да, как ни парадоксально, это на самом деле так. С теми же действующими лицами, с которыми уже знаком читатель, Ландау построил совершенно новую, неожиданную мизансцену. Он как бы «перевернул», «перепутал» взаимоотношения героев, разбил узаконенные пары. Если прежде, когда речь шла о макромире, было очевидно, что описывать его должна классическая физика, а микромир подчиняется законам квантовой механики, то Ландау вдруг понял — а затем показал и доказал, — что на этот раз квантовая механика вторглась в чужие пределы, что лишь с помощью квантовомеханических представлений можно описать фантастические свойства фантастического макрообъекта — гелия II.
