Бродянский В.М. От твердой воды до жидкого гелия (история холода)

4.3. ПОСЛЕДНИЙ «НЕПОДДАЮЩИЙСЯ» ГАЗ НАКОНЕЦ ОЖИЖЕН

Наступал ХХ в., а с ним перед криогеникой вставали и новые, более трудные задачи.

Одной из них было ожижение единственного оставшегося непокоренным нового газа – гелия, занявшего место последннего «постоянного» газа – водорода. Гелий был открыт посредством спектрального анализа сначала на Солнце (Жансоном Локьером и Фрэклендом, 1869 г.) и отсюда получил свое название. Те, кто занимался низкими температурами, не придали особого значения этому открытию: мало ли какие еще элементы есть на Солнце! Но в 1895 г. У. Рамзай при поисках аргона в минерале ураните обнаружил гелий и на Земле. Было также установлено, что он содержится и в воздухе правда, в очень малой концентрации (5,24·10^-4%).

У. Рамзаю удалось все же собрать некоторое количество гелия, достаточное для изучения его свойств. [Для этого ему понадобился ожижитель водорода. Поскольку сотрудничество с Дьюаром из-за сложностей его характера исключалось, Рамзай привлек к созданию ожижителя молодого сотрудника М. Трэверса, который построил за два года при консультации Хэмпсона (здесь он взял реванш) простой и надежный ожижитель водорода. Используя его, Рамзай смог извлечь из воздуха и очистить нужное ему количество гелия.]

Оказалось, что наряду с прочими уникальными особенностями гелий «не желал» ожижаться даже при температурах твердого водорода! Таким образом, в распоряжении физиков и инженеров оказалось уникальное вещество, которое во-первых, во всем доступном интервале температур оставался в газообразном состоянии и, во-вторых, если его удалось бы ожижить, был бы самой холодной жидкостью из всех возможных.

Ожижение гелия стало задачей N°1 для всех исследователей, связанных с криотемпературами. За ее решение активно взялись Ольшевский, Рамзай с Трэверсом и, конечно, Дьюар. Но ни одному из них добиться успеха не удалось.

Неудачи Дьюара и всех других исследователей не были случайностью. Ожижение гелия требовало принципиально нового подхода к задаче, уже в духе ХХ в. «Лабораторный» период криогеники исчерпал здесь свои возможности. Нужны были установки и оборудование промышленного или полупромышленного масштаба. Общая для большинства научных исследований ХХ в. тенденция проявилась и здесь.

Первую крупную исследовательскую лабораторию такого типа, размером с небольшой завод, создал в 80-х годах при Лейденском университете голландский физик Камерлинг-Оннес. Он сумел синтезировать лучшие традиции «лабораторной криогеники» своих предшественников с инженерным подходом К. Линде, который продвинул криогенику в технику. В сочетании с основательной теоретической физикой получился тот базис, опираясь на который Камерлинг-Оннес не только ожижил гелий, но и заложил основу тех традиций, которым следует до сих пор криогеника ХХ в.

Прежде чем перейти к описанию достижений Камерлинг-Оннеса, необходимо вспомнить, что нидерландская научная школа имеет давние и славные традиции. При этом можно упомянуть такие имена, как Х. Гюйгенс, Д. Левенгук, Я. Вант-Гофф, Ван-дер-Ваальс – учитель Камерлинг-Оннеса. Нелишне и вспомнить, что первое ожижение газа было выполнено М. Ван-Марумом в Гааге.

Следующая страница: Лаборатория Г.Камерлинг-Оннеса в Лейденском университете