Nadciekłość

Z Wikipedii

Nadciekłość - stan materii, charakteryzujący się całkowitym zanikiem lepkości.

Materia w stanie nadciekłym, puszczona w ruch w dowolnym obiegu zamkniętym, może w nim krążyć bez końca, bez żadnego dodatkowego nakładu energii.

Zjawisko to zostało odkryte przez Piotra Kapicę, Johna F Allena i Dona Misenera w 1937 r.

Zjawisko nadciekłości wynika ze szczególnych kolektywnych zjawisk kwantowych występujących w cieczach znajdujących się w bardzo niskiej temperaturze. Na przykład dla izotopu helu ⁴He, obserwowana jest poniżej temperatury 2,17 K (-270,98 °C), zaś dla izotopu helu ³He, temperatura ta wynosi 2,6 mK, czyli tylko o kilka tysięcznych kelwina więcej od temperatury absolutnego zera.

Jakkolwiek w obu tych przypadkach zjawisko to daje taki sam efekt makroskopowy, przyczyna nadciekłości jest inna. Atomy helu-4 są z formalnego punktu widzenia bozonami (choć nie są nimi w ścisłym znaczeniu tego słowa) i dlatego ich nadciekłość może być tłumaczona faktem generowania kondensatu Bosego-Einsteina przez ten układ. Natomiast atomy helu-3 są fermionami, a ich własności w stanie nadciekłym mogą być raczej tłumaczone za pomocą mechanizmów matematycznych transformacji Bogoliubowa używanej także w teorii BCS, stworzonej na potrzeby wyjaśnienia zjawiska nadprzewodnictwa.

Zjawisko nadciekłości helu jest szeroko stosowane do osiągania niskich temperatur w eksperymentach chemicznych i fizycznych, a także w przemyśle.

Zobacz też: mechanika kwantowa.