Nadciekły hel tworzy na powierzchniach, z którymi się styka cienką błonkę i wpływa do wewnętrznego naczynia
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 1 mK – 2,6 mK w zależności od ciśnienia (0 – 30 barów)[1] (przy całkowitym braku pola magnetycznego), czyli niewiele więcej od
temperatury absolutnego zera
.
Jakkolwiek w obu tych przypadkach zjawisko to daje taki sam efekt makroskopowy, przyczyna nadciekłości jest nieco 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
. W przybliżeniu mówi ona, że fermiony, takie jak atomy helu-3, łączą się w pary, które są bozonami i dopiero te pary tworzą kondensat Bosego-Einsteina.
Zjawisko nadciekłości helu jest szeroko stosowane do osiągania niskich temperatur w eksperymentach chemicznych i fizycznych, a także w
przemyśle
.[]
Zobacz też
Przypisy
- ↑ Łukasz Turski. „Wiedza i Życie”. 7/1997. Prószyński Media sp. z o.o..