МЕТАСТАБІЛЬНИЙ СТАН ТА КИПІННЯ РІДКОГО ³He

 

В.М. Коломієць

 

Інститут ядерних досліджень НАН України

 

Досліджений метастабільний стан та умови розвитку бульбашкової нестійкості у рідкому гелії-3.  Обчислений термодинамічний потенціал перегрітої фермі-рідини при наявності в ній пароподібної фази та встановлена залежність критичних розмірів цієї фази від коефіцієнта поверхневого натягу та температури перегріву. Досліджений вплив скінченності області дифузності на поверхні розділу  рідина-насичений пар на поверхневий натяг та обчислена відповідна поправка Толмана для викривленої поверхні фермі-рідини.  

Процес кипіння перегрітої фермі-рідини розглянуто в рамках немарківської кінетичної теорії, де інтеграл пам’яті зумовлений динамічними збуреннями поверхні Фермі і залежить від часу релаксації. Показано, що ефекти пам’яті суттєво впливають на розвиток бульбашкової нестійкості у фермі-рідині і, зокрема, у рідкому гелії-3. Зростання розмірів бульбашок при цьому значно гальмується специфічною для фермі-рідини консервативною силою, що не пов’язана із силою тертя, а обумовлена динамічними збуреннями поверхні Фермі. Крім того, наростання бульбашкової  нестійкості супроводжується характерними осциляціями розмірів бульбашок, що нагадує відоме явище сонолюмінесценції при кавітації, але має іншу фізичну природу. Характерна частота цих осциляцій, їх затухання і параметр зростання нестабільності залежать від часу релаксації і транспортних характеристик фермі-рідини. Такі осциляції зникають при малих значеннях часу релаксації, при яких ослаблені ефекти пам’яті і процес розвитку  бульбашкової нестійкості стає марківським.