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Inhaltsangabe1. Helium - Grundlegende Eigenschaften.- 1.1 Allgemeines.- 1.2 Van der Waals-Bindung.- 1.3 Thermodynamische Eigenschaften.- 1.3.1 Dichte.- 1.3.2 Spezifische Wärme.- 1.3.3 Latente Wärme.- 1.4 Phasendiagramm.- 1.4.1 4He.- 1.4.2 3He.- 2. Suprafluides 4He-Helium-II.- 2.1 Experimentelle Beobachtungen.- 2.1.1 Viskosität und Suprafluidität.- 2.1.2 Becherexperimente.- 2.1.3 Thermomechanischer Effekt.- 2.1.4 Wärmetransport.- 2.1.5 Zweiter Schall.- 2.2 Zwei-Flüssigkeits-Modell.- 2.2.1 Zwei-Flüssigkeits-Hydrodynamik.- 2.2.2 Schallausbreitung.- 2.2.3 Viskositätsmessungen und Becherexperimente.- 2.2.4 Andronikashvili-Experiment.- 2.2.5 Thermomechanischer Effekt.- 2.2.6 Wärmetransport.- 2.2.7 Impuls des Wärmeflusses.- 2.3 Bose-Einstein-Kondensation.- 2.3.1 Ideales Bose-Gas.- 2.3.2 Helium.- 2.4 Anregungsspektrum von Helium-II.- 2.4.1 Phononen und Rotonen.- 2.4.2 Spezifische Wärme.- 2.4.3 Konzept der kritischen Geschwindigkeit VIII Inhaltsverzeichnis.- 2.5 Quantisierung der Zirkulation.- 2.5.1 Wellenfunktion der suprafluiden Komponente.- 2.5.2 Helium-II unter Rotation.- 2.6 Kritische Geschwindigkeit-Experimente.- 2.6.1 Bewegung von Ionen in flüssigem Helium.- 2.6.2 Flußexperimente.- 2.7 Kritisches Verhalten am ?-Punkt.- 2.7.1 Spezifische Wärme.- 3. Normalfluides 3He.- 3.1 Ideales Fermi-Gas - Vergleich mit flüssigem 3He.- 3.1.1 Spezifische Wärme.- 3.1.2 Suszeptibilität.- 3.1.3 Transporteigenschaften.- 3.1.4 Quantitativer Vergleich: 3He und ideales Fermi-Gas.- 3.2 Schmelzkurve.- 3.3 Landau-Theorie der Fermi-Flüssigkeit.- 3.3.1 Quasiteilchenkonzept.- 3.3.2 Wechselwirkungsfunktion.- 3.3.3 Anwendung der Landau-Theorie auf normalfluides 3He.- 3.4 Nullter Schall.- 3.4.1 Longitudinale Schallausbreitung.- 3.4.2 Transversale Schallausbreitung.- 3.4.3 Stoßfreie Spinwellen.- 3.4.4 Abschließende Bemerkungen zur Landau-Theorie.- 4. Suprafluides 3He.- 4.1 Grundlegende experimentelle Beobachtungen.- 4.1.1 Phasendiagramm.- 4.1.2 Spezifische Wärme.- 4.1.3 Suprafluidität.- 4.1.4 Relevanz des Zwei-Flüssigkeits-Modells für 3He.- 4.1.5 Kernspinresonanz (NMR).- 4.2 Quantenzustände von suprafluidem 3He.- 4.3 Eigenschaften der suprafluiden Phasen von 3He.- 4.3.1 3He A-Phase.- 4.3.2 Textur.- 4.3.3 3He-A1 und 3He-B.- 4.3.4 Energielücke.- 4.3.5 Suprafluides 3He unter Rotation.- 4.3.6 Kollektive Anregungen - Schallausbreitung.- 5. 3He/4He-Mischungen.- 5.1 Spezifische Wärme und Phasendiagramm.- 5.1.1 Verdünnte Lösungen von 3He in Helium-II.- 5.2 Normalfluide Komponente.- 5.2.1 Andronikashvili-Experiment.- 5.2.2 Osmotischer Druck.- 5.3 Transporteigenschaften.- 5.3.1 Wärmetransport.- 5.3.2 Viskosität.- 5.3.3 Selbstdiffusionskoeffizient.- 6. Phononen.- 6.1 Spezifische Wärme - Debyesche Theorie.- 6.1.1 Bedeutung der Debye-Temperatur.- 6.1.2 Zweidimensionale Systeme.- 6.2 Wärmetransport.- 6.2.1 Experimentelle Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit.- 6.2.2 Temperaturverlauf der Wärmeleitfähigkeit in dielektrischen Kristallen.- 6.2.3 Phonon-Phonon-Streuung.- 6.2.4 Defektstreuung.- 6.3 Einfluß von N-Prozessen auf den Wärmetransport.- 6.3.1 Poiseuille-Fluß.- 6.3.2 Zweiter Schall.- 6.4 Ballistische Ausbreitung von Phononen.- 6.4.1 Phononenfokussierung.- 6.4.2 Zeitaufgelöste Messungen der Phononenausbreitung.- 7. Leitungselektronen.- 7.1 Spezifische Wärme.- 7.1.1 Leitungselektronen in einfachen Metallen.- 7.1.2 Metalle mit "schweren" Elektronen.- 7.2 Elektrische Leitfähigkeit.- 7.2.1 Boltzmann-Gleichung, Ladungstransport.- 7.2.2 Matthiesensche Regel.- 7.2.3 Streuung von Elektronen an Verunreinigungen.- 7.2.4 Elektron-Phonon-Streuung.- 7.2.5 Elektron-Magnon-Streuung.- 7.3 Thermische Leitfähigkeit von Metallen.- 7.4 Kondo-Effekt.- 7.4.1 Einfluß der freien Elektronen auf lokale magnetische Momente.- 7.4.2 Streuung von Leitungselektronen an lokalisierten magnetischen Momenten.- 7.4.3 Kondo-Widerstand.- 7.5 Schwer-Fermion-Systeme.- 7.5.1 Elektrischer Widerstand.- 7.5.2 Suszeptibilität.- 7.5.3 Spezifische Wärme.- 8. Spins.- 8.1 Paramagnetische Systeme - Isolierte Spins.- 8.1.1 Magnetisches Mom

Die außergewöhnlichen Eigenschaften der Quantenflüssigkeiten 3He und 4He werden dargestellt. Es werden die grundlegenden experimentellen Beobachtungen geschildert und die Konzepte zur theoretischen Beschreibung diskutiert. Hierbei werden u. a. das Zwei-Flüssigkeits-Modell, die Bose-Einstein-Kondensation und das Konzept der Fermi-Flüssigkeit behandelt. Spezielle Aspekte der Tieftemperatureigenschaften von Festkörpern werden vorgestellt. Einige wichtige Schwerpunkte sind der Poiseuille-Wärmefluss, die Ausbreitung von Zweitem Schall, der Kondo-Effekt, Schwer-Fermionen-Systeme, Kernspinordnung bei positiven und negativen Temperaturen, Spingläser, Tunnelsysteme und Supraleitung. Ein weiterer Teil des Buches befasst sich mit der Darstellung von Methoden zur Erzeugung und Messung tiefer Temperaturen. Hier wird auf die Gasverflüssigung (Stickstoff, Helium) und auf die wichtigsten Kühlmethoden, wie die 3He/4He-Mischungskühlung sowie die adiabatische Entmagnetisierung, eingegangen.