Normalfluides ³He

Zusammenfassung

Wie flüssiges ⁴He bei höheren Temperaturen verhält sich auch ³He oberhalb von 1 K wie ein dichtes klassisches Gas. Unterhalb dieser Temperatur treten die Quanteneigenschaften dieser Flüssigkeit immer deutlicher hervor. Im Temperaturbereich zwischen 1 mK und 100 mK entspricht das Verhalten von ³He näherungsweise einem entarteten Fermi-Gas. Wir werden uns daher zu Beginn dieses Kapitels in Abschn. 3.1 einige grundlegende Eigenschaften eines idealen, d.h. wechselwirkungsfreien Fermi-Gases ansehen und diese mit experimentellen Ergebnissen an ³He vergleichen. Es wird sich dabei zeigen, daß trotz guter qualitativer Übereinstimmung dieses Modell die Daten quantitativ nur unzureichend erklärt. Eine bessere Beschreibung erreicht man mit der von Landau in den Jahren 1956 bis 1958 entwickelten Theorie der Fermi-Flüssigkeiten [90,91], deren Ausgangspunkt stark wechselwirkende Fermionen sind. In Abschn. 3.3 wollen wir die Grundgedanken dieses Ansatzes nachvollziehen. Ein besonderer Erfolg dieses Modells war die Vorhersage des sogenannten nullten Schalls [91], auf dessen Eigenschaften wir in Abschn. 3.4 eingehen.