Ključna razlika između superfluidnosti i supravodljivosti je u tome što je superfluidnost tok 4 atoma helijuma u tečnosti, dok je superprovodljivost tok naelektrisanja elektrona unutar čvrste materije.
Termini superfluidnost i supravodljivost su povezani fenomeni strujanja bez otpora, ali oni opisuju ove tokove za različite sisteme.
Šta je superfluidnost?
Superfluidnost je karakteristično svojstvo fluida koji ima nulti viskozitet i može teći bez ikakvog gubitka kinetičke energije. Ako promiješamo superfluid, on ima tendenciju da formira vrtloge koji nastavljaju da rotiraju beskonačno. Možemo uočiti superfluidnost koja se javlja u dva izotopa helijuma: helijum-3 i helijum-4. Ova dva izotopa možemo rashladiti na kriogenu temperaturu.
Superfluidnost je svojstvo raznih drugih egzotičnih stanja materije koja spadaju pod astrofiziku, fiziku visoke energije i kvantnu gravitaciju. Teoriju o superfluidnosti razvio je sovjetski fizičar Lev Landau zajedno s Isaakom Khalatnikovom. Međutim, ovaj fenomen su prvobitno otkrili Pyotr Kapitsa i John F. Allen u tekućem helijumu.
Slika 01: Tečni helijum je superfluidnost
Kada se uzme u obzir tečni helijum-4, njegova superfluidnost se javlja na veoma visokoj temperaturi u poređenju sa temperaturom helijuma-3. To je uglavnom zato što je atom helijuma-4 bozonska čestica, zahvaljujući svom cjelobrojnom spinu, dok je atom helijuma-3 fermionska čestica koja može formirati bozone samo uparujući se sa sobom na niskoj temperaturi. Štaviše, superfluidnost helijuma-3 bila je osnova za Nobelovu nagradu za fiziku 1996.
Šta je superprovodljivost?
Superprovodljivost je kvantni fenomen u kojem određeni materijali pokazuju visoku provodljivost pri određenim magnetnim i temperaturnim režimima. Ovu pojavu je otkrio Onnes 1911. Međutim, nije postojala konzistentna mikroskopska teorija koja bi mogla opisati zašto se supravodljivost javlja u vrijeme otkrića. Međutim, Bardeen i Cooper objavili su rad u kojem se navode matematičke osnove za konvencionalnu supravodljivost.
Otkriće supravodljivosti dogodilo se tokom proučavanja transportnih svojstava žive (Hg) na niskoj temperaturi. Onnes je otkrio da, ispod temperature ukapljivanja helijuma, (na oko 4,2 K), otpornost žive iznenada pada na nulu. Ali očekivanje je bilo da će otpor ili otići na nulu ili će se divergirati na nultoj temperaturi, ali neće iznenada nestati na konačnoj temperaturi. Ovo nestajanje ukazuje na novo osnovno stanje i otkriveno je kao svojstvo supravodljivosti.
Koja je razlika između superfluidnosti i superprovodljivosti?
Superfluidnost je karakteristično svojstvo fluida koji ima nulti viskozitet i može teći bez ikakvog gubitka kinetičke energije. Superprovodljivost je kvantni fenomen u kojem određeni materijali pokazuju visoku provodljivost pri određenim magnetnim i temperaturnim režimima. Ključna razlika između superfluidnosti i supravodljivosti je u tome što je superfluidnost protok atoma helijuma 4 u tečnosti, dok je supravodljivost tok naelektrisanja elektrona unutar čvrste materije.
Sljedeća infografika istražuje razliku između superfluidnosti i supravodljivosti u obliku tabele.
Sažetak – Superfluidnost naspram superprovodljivosti
Superfluidnost je karakteristično svojstvo fluida koji ima nulti viskozitet i može teći bez ikakvog gubitka kinetičke energije. Superprovodljivost je kvantni fenomen u kojem određeni materijali pokazuju visoku provodljivost pri određenim magnetnim i temperaturnim režimima. Ključna razlika između superfluidnosti i supravodljivosti je u tome što je superfluidnost protok atoma helijuma 4 u tečnosti, dok je supravodljivost tok naelektrisanja elektrona unutar čvrste materije.
