Superfluid

În zilele noastre, Superfluid este un subiect de mare importanță în societatea modernă. Influența sa se extinde în diverse domenii ale vieții de zi cu zi, de la politică la tehnologie, cultură și economie. Acest articol se adâncește în lumea Superfluid, explorând numeroasele sale fațete și efecte asupra vieții noastre de zi cu zi. Printr-o analiză detaliată, vom căuta să facem lumină asupra diferitelor aspecte care fac din Superfluid un subiect relevant demn de studiat astăzi. De la impactul său asupra vieții oamenilor până la impactul său asupra mediului global, Superfluid este un fenomen care merită să fie examinat în profunzime.

Heliul II se va "strecura" de-a lungul suprafețelor, în scopul de a găsi propriul nivel. După o scurtă perioadă de timp, nivelurile în cele două containere se vor egaliza. "Filmul Rollin" astfel creat acoperă, de asemenea interiorul containerului mai mare; în cazul în care nu au fost sigilate, heliul II s-ar strecura și ar ieși în afara containerelor.

Superfluiditatea este o fază a materiei în care anumite fluide suprarăcite, în special heliu-4 și heliu-3, manifestă un comportament straniu, ca și când forțele de atracție și frecare interne nu ar exista, fenomen accentuat până la un punct, cunoscut ca "punctul lambda", pentru heliu-4, la care viscozitatea lichidului devine zero.

Această proprietate reprezintă un interes major în domeniul hidrodinamicii cuantice, a fost descoperită de Piotr Kapița,[1] John F. Allen și Don Misener[2] în 1937 și a fost descrisă prin intermediul fenomenologiei și a teorilor macroscopice. În anii 1950, Hall și Vinen au întreprins experimente pentru a demonstra existența liniilor discrete de vorticitate. În anii 1960, Rayfield și Reif au demonstrat existența inelelor discrete de vorticitate. Packard a observat intersecția liniilor de vorticitate cu suprafața liberă a fluidului, iar Avenel și Varoquaux au studiat efectul Josephson la superfluide heliu-4.

Câteva explicări teoretice

Teoria fenomenologică și semi-microscopică a lui Lev Landau în superfluiditatea izotopului heliu-4 i-a adus Premiul Nobel pentru Fizică în 1964. Presupunând că undele sonore sunt cele mai importante excitații ale izotopului heliu-4 la temperaturi scăzute, el a arătat că curgerea izotopului heliu-4 printr-un perete nu ar crea în mod spontan excitații dacă viteza de curgere este mai mică decât viteza sunetului. În acest model, viteza sunetului este "viteza critică" peste care, dacă este depășită, este distrusă superfluiditatea.

Aplicații

Satelitul Astronomic Infraroșu IRAS, lansat în ianuarie 1983 pentru a aduna date infraroșii a fost răcit cu 720 de litri de heliu-4 superfluid, menținând o temperatură de 1,6 K (-271.4 ° C).

Heliul-4 superfluid este utilizat în sistemul de răcire al acceleratorului de particule Large Hadron Collider de la CERN. [3].

Descoperiri recente

Fizicienii au creat recent un condensat fermionic din perechi de atomi fermionici ultra-reci.

În anumite condiții, perechile fermionice formează molecule diatomice și se supun condensării Bose-Einstein. Pe de altă parte, fermionii (mai ales electronii supraconductoari) formează perechi Cooper, care, de asemenea, manifestă superfluiditate.

Acest lucru recent cu gazele atomice ultra-reci a permis oamenilor de știință să studieze regiunea dintre aceste două extreme, cunoscută sub numele de crossover BEC-BCS. În plus, supersolidele au fost, de asemenea, descoperite în 2004 de către fizicienii de la Universitatea de Stat din Pennsylvania. Când heliul 4 este răcit la temperaturi de sub 200 mK sub presiuni ridicate, un procent de aproximativ 1% din solid pare să devină superfluid. [4]

Vezi și

Note

  1. ^ Kapitza, P. (). „Viscosity of Liquid Helium Below the λ-Point”. Nature. 141 (3558): 74. Bibcode:1938Natur.141...74K. doi:10.1038/141074a0 Accesibil gratuit. 
  2. ^ Allen, J. F.; Misener, A. D. (). „Flow of Liquid Helium II”. Nature. 142 (3597): 643. Bibcode:1938Natur.142..643A. doi:10.1038/142643a0. 
  3. ^ 2008 JINST 3 S08001
  4. ^ Moses Chan's Research Group. "Supersolid Arhivat în , la Wayback Machine.." Penn State University, 2004.

Referințe

Legături externe