* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

В ния), то влиянием квантовых свойств можно пренебречь и описывать газ классическим образом, напр. моделью идеального газа. Температуры вырождения обычных газов очень малы, они, как правило, переходят в твёрдое состояние при гораздо более высокой температуре. Однако для свободных электронов в металле (т. н. электронного газа) температура вырождения составляет около 104 К, т. е. квантовые свойства этого «газа» проявляются даже при комнатной температуре. Для системы частиц с целочисленным спином при температуре ниже вырождения температуры наблюдается Бозе—Эйнштейна конденсация, при которой некоторая доля частиц скапливается в состоянии с нулевым импульсом (в покоящейся системе). в центре Солнца оно составляет ∼ 2 · 107 ГПа, а в центрах звёзд-белых карликов предполагается равным 109—1011 ГПа. В лабораторных условиях эксперименты проводятся в т. н. мегабарном диапазоне (106 бар) при давлениях ∼ 102 ГПа, в технике обычно используются статические давления, не превышающие 10 ГПа. Статические высокие давления получают тепловыми или механическими методами. Наиболее широко применяются механические методы с использованием насосов и компрессов (гидравлических и газовых с предельными давлениями до 1,0—1,5 ГПа). Кроме того, используются специальные аппараты высокого давления (т. н. «наковальни»), в которых высокое давление достигается за счёт действия внешней силы, создаваемой гидравлическим прессом или пружиной. Наибольшие статические давления достигаются в камерах, изготовленных из природных или синтетических алмазов, однако рабочий объём таких камер составляет лишь сотые доли кубического миллиметра. В тепловых методах давление создаётся либо при нагревании жидкости или газа в замкнутых сосудах (в газах таким образом получены давления до 3—4 ГПа), либо при охлаждении жидкости, увеличивающей свой объём при замерзании (напр., замораживая воду, можно получить давление до 0,2 ГПа). ВЫ´РОЖДЕННЫЙ ГАЗ, газ, охлаждённый до температуры ниже вырождения температуры. Различают вырожденные бозе-газы (из частиц с целым спином) и ферми-газы (из частиц с полуцелым спином). В первых частицы распределены по квантовым состояниям согласно Бозе—Эйнштейна статистике, а во вторых — согласно Ферми—Дирака статистике. Примером вырожденных бозе-газов является 4Не в состоянии сверхтекучести, которая наблюдается при охлаждении гелия до T < 2,2 К (название «газ» в данном случае несколько условно, т. к. гелий при этих условиях представляет собой жидкость), газы квазичастиц (фононов, экситонов) в кристаллической решётке, а также газ фотонов (для которого температура вырождения формально бесконечно велика). Вырожденными ферми-газами являются электроны в металлах при обычных температурах (поскольку их температура вырождения составляет около 104 К), подвижные носители заряда (электроны и дырки в полупроводниках) при высокой их концентрации, а также атомные ядра с большим зарядом, которые можно рассматривать как вырожденный ферми-газ нуклонов. Состояние вырожденного газа широко распространено в космосе и характерно для многих астрофизических объектов, находящихся в экстремальных условиях (см. Экстремальное состояние вещества) — напр., электронный ферми-газ в белых карликах и красных гигантах, нейтронный ферми-газ в нейтронных звездах, а также бозе-газ фотонов реликтового излучения, температура которого равна 2,7 К. 1 2 Схема прибора для получения высокого давления: 1 — рабочая камера; 2 — алмазная наковальня ВЫСО´КИЕ ДАВЛЕ´НИЯ, давления, превышающие некоторое характерное для данного физ. явления или конкретной задачи значение; условно в качестве такого порога принимается 0,1 ГПа — т. н. килобарный диапазон (103 бар или атмосфер). К высоким давлениям относят также давления, при которых изменения межатомных и межмолекулярных расстояний сравнимы с величиной этих расстояний, т. е. давления порядка величины модулей упругости жидкостей или твёрдых тел. Длительно действующее высокое давление принято называть ста ти ч ес к и м , а действующее кратковременно — д ин а ми ч ес ки м; в покоящихся газах и жидкостях высокое давление является ги дро ст а т иче с к им. В естественных природных условиях статические высокие давления возникают в основном благодаря силам тяготения. В геологии давление изменяется от атмосферного у поверхности Земли до ∼ 3,5 · 102 ГПа в её центре; Динамические высокие давления порядка нескольких сотен гигапаскалей создаются с помощью ударных волн, получаемых путём детонации хим. взрывчатых веществ (при использовании кумулятивного эффекта можно достичь тысячи гигапаскалей). Аналогичный результат может быть достигнут действием сфокусированного лазерного излучения; в экспериментах с подземными ядерными взрывами достигаются давления до 105 ГПа. Измерение высокого давления в газах и жидкостях в диапазоне от 1 до 8 ГПа в области комнатных температур проводится с помощью манометров, действие которых основано на изменении их электрического сопротивления в зависимости от давления. В твёрдой среде используются в основном косвенные методы измерения, основанные, напр., на скачках электрического сопротивления при твёрдофазных превращениях в т. н. «реперных» веществах. Область физ. исследований воздействия высоких давлений на различные объекты и процессы (гл. обр. в связи с проблемами физики конденсированного состояния) 126