Вискозитетът изчезва В повечето случаи дотук, когато обяснявахме някакво явление или описвахме поведението на едни или други тела, ние се обръщахме към познати на всички примери. Съвсем ясно е, казвахме ние, че ако този предмет се движи по един или друг начин, и останалите тела ще се движат така. В повечето случаи обяснението, което свежда новото към вече известното ни от всекидневието, е напълно удовлетворително. Поради това ние не изпитвахме кой знае какви трудности да обясним на читателя законите за движението на течностите - нали всеки от тях е виждал течаща вода и законите за това движение му изглеждат напълно естествени. Съществува обаче една изключително удивителна течност, която не прилича на никоя друга и се движи по особени, характерни само за нея закони. Това е течният хелий. Ние вече казахме, че хелият остава в течно състояние дори и ако температурата му е равна на абсолютната нула. Но хелият над 2К (по-точно над 2,19 К) и хелият под тази температура са съвсем различни течности. Когато температурата му е над 2,19 К, хелият по нищо не се отличава от останалите течности. Под тази температура обаче с него се случват чудеса. Този необик новен хелий се нарича хелий-II. Най-поразителното свойство на хелий-ІІ е, че той не притежава вискозитет. Това негово свойство е откри то от П. Л. Капица през 1938 г. и се нарича свръхфлуидност. Свръхфлуидността може да се наблюдава с помощта на специален съд, на чието дъно има много малък отвор неговата ширина е само половин микрон. Обикновената течност почти не преминава през подобен отвор. Много трудно преминава през него и течният хелий, ако температурата му е по-висока от 2,19 К. Но веднага щом температурата му стане по-ниска от тази граница, скоростта на изтичане на хелия се изменя със скок, като нараства най-малко хиляда пъти. Хелий-ІІ изтича почти мигновено през този миниатюрен отвор, т. е. неговият вискозитет изчезва. Свръхфлуидността на хелий-II води до още по-странно явление. Той е способен сам да се изкачва по стените и да се излива ст стъкления съд, в който се намира. Епруветка, в която има хелий-II, се поставя в дюаров съд над хелиева вана. Изведнъж без видима причина хелият започва да се издига по стената на епруветката във вид на изключително тънък и почти невидим слой и да се прехвърля през ръба на епруветката, от чието дъно започват да се стичат капки. Трябва да си припомним, че благодарение на капилярните сили, за които ставаше дума на стр. 45, молекулите на всяка течност, която може да мокри стените на съда, се изкачва по тях, като образува много тънък слой, чиято дебелина е от порядъка на 10^-6 см (една милионна от сантиметъра). Този слой не може да се наблюдава с просто око и при бикновените вискозни течности не води до някакви особени явления.  Съвършено друга е картината, когато имаме работа със свръхфлуидния хелий-II. Видяхме, че миниатюрният отвор не може да попречи на неговото движение, а тънкият pовърхностен слой играе ролята точно на такъв отвор. Лишената от вискозитет течност тече във вид на изключително тънък слой. Когато стигне до ръба на чашата или епруветката, повърхностният слой образува сифон, през който хелият се излива от съда. Ясно е защо подобно явление не може да се на блюдава при обикновените течности. Когато виско зитетът е нормален, течността практически не може да премине през нищожно тънкия сифон, образуван от повърхностния слой. Движението през този сифон е толкова бавно, че течността би изтекла през него за милиони години. И така хелий-II не притежава вискозитет. Оттук като че ли съвсем логично следва изводът, че в такава течност твърдо тяло би се движило без триене. Нека да потопим в течен хелий диск, който е окачен на усукана нишка. Получава се нещо като махало нишката се разсуква и усуква ту в една, ту в друга посока и дискът съответно ще се върти в противопо ложни посоки. Ако няма триене, дискът трябва да трепти вечно. На практика не се наблюдава нищо подобно. След сравнително кратко време-същото, което е необходимо, ако течността беше например хелий-I (т. е. течен хелий при температура, по-висока от 2,19 К), дискът престава да трепти. Стново странно явление. Когато тече през отвор, хелият се държи като течност без вискозитет, докато по отношение на движещото се в него тяло той има свойствата на най-обикновена вискозна течност. Това е вече наистина много необикновено и непонятно. Сега трябва да си припомним какво казахме по повод на факта, че хелият не замръзва и при абсолютната нула. Тогава ние споменахме, че привичните представи за движението не могат да ни служат като отправна точка при обяснението на неговите свойства. Щом като хелият „незаконно" остава течен, трябва ли да се учудваме и на други подобни негови прояви? Поведението на течния хелий може да се обясни само от гледна точка на новите представи за движението, които носят названието квантова механика. Ще се опитаме да дадем най-обща представа за това, как квантовата механика обяснява поведението на течния хелий. Квантовата механика е много остроумна, но и много трудна за разбиране теория, поради което читателят не бива да се учудва, че обяснението може да изглежда по-странно от самото явление. Оказва се, че всяка частица на течния хелий участвува едновременно в две движения: едното движение е свръх- флуидно, т. е. не е свързано с вискозитет, докато другото е обикновено. По този начин хелий-ІІ като че ли е съставен от две течности, които се движат съвършено независимо „една през друга". Едната течност има съвсем нор- мално поведение тя притежава известния ни вискозитет, докато другата съставка е свръхфлуидна течност. Когато хелият преминава през ръба на чашата или през миниатюрния отвор, ние наблюдаваме ефекта на свръхфлуидността. Когато обаче потопеният в хелий диск трепти, ние наблюдаваме затихването му, което е резултат от неизбежното триене, възникнало в нормалната съставка на хелия. Способността на хелия да участвува едновременно в две различни движения поражда и неговите съвършено необикновени топлопроводящи свойства. Ние казахме, че течностите обикновено провеждат много лошо топлината. Такова е поведението и на хелий-I. Когато обаче той се превърне в хелий-II, неговата топлопроводност нараства окото един милиард пъти. Така хелий-II се оказва по-добър проводник на топлината от най-добрите oбикновени проводници на топлина - такива като медта и среброто. На какво се дължи това? Работата е там, че свръхфлуидното движение не участвува в пренасянето на топлината. Поради това, когато съществуват разлики в температурата, в хелия възникват два потока единият от тях - състоящ се от нормалната съставка - носи със себе си топлината. Това е съвършенo различно от обикновения механизъм на топлопроводимостта. В обикновената течност топлината се предава посредством ударите между молекулите. В хелий-II топлината буквално тече заедно с нормалната съставка, тече като обикновена течност. Тук изразът „поток на топлината" е оправдан напълно i има не само фигуративен смисъл. Този начин на предаване на топлината води до огромна топлопроводност Това обяснение на топлопроводимостта на хелия изглежда толкова странно, че читателят е в правото си да не му повярва изведнъж. Но правилността на казаното може да бъде проверено непосредствено с помощта на много прост по своята идея опит. В пълна с течен хелий вана се намира дюаров съд, който също е пълен с хелий. Съдът е свързан с ваната с помощта на капиляра. Хелият в него се нагрява от електрична спирала, но топлината не може да се предава през стените на съда към ваната, защото те са топлонепроницаеми. Срещу отвора на капилярата се намира леко метално перце, окачено на тънка нишка. Ако топлината тече като поток от течност, перцето трябва да се завърти под неговото действие. Точно това се наблюдава и на практика. При това количеството хелий в Дюаровия съд остава неизменно. Как може да се обяс- ни това много странно явление? Има само един-единствен начин: при нагряването на хелия в съда възниква поток от нормална течност, която тече към по-студените места, както и поток от свръхфлуидна течност, който пък тече в обратна посока. По този начин количеството хелий във всяка точка остава постоянно, но тъй като заедно с преноса на топлината се движи и нормалната съставка на хелия, металното крилце се завърта от силата на триене. Крилцето остава в отклонено положение дотогава, докато продължава нагряването на хелия в съда. От факта, че свръхфлуидната течност не пренася топлина, следва и друг извод. Преди ние казахме, че хелият може да излиза сам от съда, в който се намира. Излиза обаче само свръхфлуидната съставка, докато нормалната остава в съда. Поради това колкото повече хелий излезе навън, върху толкова по-малко количество ще се разпределя топлината, останала в съда. В резултат хелият там трябва да се нагрява. Този ефект също може да се наблюдава опитно. Масите на нормалната и на свръхфлуидната съставка на хелия не са еднакви. Тяхното отношение е променливо и зависи от температурата. Колкото по-ниска е температурата, толкова по-голям е делът на свръхфлуидната съставка. При абсолютната нула хелият се превръща изцяло в свръхфлуидна течност. Обратно, колкото нараства температурата, толкова повече се увеличава частта на нормалната съставка и при температурата 2,19 К целият хелий се превръща, както вече знаем, в нормален флуид, придобива всички свойства на обикновена течност. Читателят сигурно е изпълнен с много въпроси: какво представлява все пак този свръхфлуиден хелий, как може частицата на течността да участвува едновременно в две движения, как може да се обясни самият факт на две движения при една частица?... За съжаление ние сме принудени да оставим тези въпроси без отговор. Теорията на хелий-II е твърде сложна и за да се разбере, изисква много познания. Лев Ландау, Александър Китайгородски "Молекули", Наука и изкуство, 1982