» » » » » » » Superfluiditatea

Superfluiditatea

postat în: Tranziţii | 0

Helium_discharge_tube

Superfluiditatea este o stare a materiei caracterizată prin absența completă a vâscozităţii. Astfel, superfluidele, plasate într-un circuit închis, pot curge la nesfârșit fără frecare. Superfluditatea a fost descoperită de către Piotr Leonidovici Kapitsa, John F. Allen, și Don Misener în 1937.

Tranziția superfluidică o au lichidele cuantice sub o temperatură de tranziție caracteristică. Izotopul cel mai abundent al heliului, 4He, devine superfluid la temperaturi mai mici de 2,17K (-270.98 ° C). Izotopul mai puțin abundent, 3He, devine superfluid la o temperatură mult mai mică: 2,6mK (numai câteva miimi de grade peste zero absolut, adică -273.15 ° C).

Deși fenomenologia superfluidităţii în aceste două sisteme este foarte asemănătoare, natura celor două tranziții superfluidice este foarte diferită. Atomi 4He sunt bosoni, și superfluiditatea lor poate fi înțeleasă în termenii statisticii Bose de care ascultă. Mai exact, superfluiditatea lui 4He poate fi considerată ca generalizarea condensării Bose-Einstein (care are loc numai într-un gaz care nu interacționează) pentru sisteme care interacționează. Pe de altă parte, atomii 3He sunt fermioni, iar tranziția superfluidică în acest sistem este descrisă de o generalizare a teoriei BCS a supraconductibilităţii. În aceasta, împerecherea Cooper are loc între atomi în loc de electroni, iar interacțiunea atractivă dintre ei este mediată prin fluctuații de spin, mai degrabă decât prin fononi. O descriere unificată a supraconductibilităţii și superfluidităţii este posibilă din punct de vedere a ruperii simetriei Gauge.

O aplicație importantă a superfluidităţii este în refrigeratoarele de diluție.

Studiul superfluidităţii se face în hidrodinamica cuantică.

Recent, în domeniul chimiei, heliu-4 superfluid a fost utilizat cu succes în tehnici spectroscopice, ca solvent cuantic. Cunoscută ca spectroscopia cu picături de heliu superfluid, aceasta este de mare interes în studiile moleculelor de gaz, întrucât o singură moleculă dizolvată într-un mediu superfluid permite unei molecule să aibă libertate rotaţională efectivă – permițându-i să se comporte exact așa cum ar fi faza de gaz.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *