Avainero superfluiditeetin ja suprajohtavuuden välillä on, että superfluiditeetti on heliumin 4-atomin virtausta nesteessä, kun taas suprajohtavuus on elektronivarauksen virtausta kiinteän aineen sisällä.
Termit superfluiditeetti ja suprajohtavuus ovat toisiinsa liittyviä ilmiöitä ilman vastusta, mutta ne kuvaavat näitä virtauksia eri järjestelmille.
Mitä on superfluidity?
Superfluiditeetti on ominaisominaisuus nesteelle, jonka viskositeetti on nolla ja joka pystyy virtaamaan ilman liike-energian menetystä. Jos sekoitamme supernestettä, se pyrkii muodostamaan pyörteitä, jotka jatkavat pyörimistä loputtomiin. Voimme havaita superfluiditeetin esiintyvän heliumin kahdessa isotoopissa: helium-3 ja helium-4. Voimme nesteyttää nämä kaksi isotooppia jäähdyttämällä ne kryogeeniseen lämpötilaan.
Superfluiditeetti on monien muiden eksoottisten aineen tilojen ominaisuus, jotka kuuluvat astrofysiikan, korkean energian fysiikan ja kvanttigravitaation piiriin. Superfluiditeetin teorian kehitti Neuvostoliiton fyysikko Lev Landau yhdessä Isaak Khalatnikovin kanssa. Pyotr Kapitsa ja John F. Allen löysivät tämän ilmiön kuitenkin alun perin nestemäisestä heliumista.
Kuva 01: Nestemäinen helium on superfluiditeetti
Kun tarkastelemme nestemäistä helium-4:ää, sen superfluiditeetti esiintyy erittäin korkeassa lämpötilassa helium-3:een verrattuna. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että helium-4-atomi on bosonihiukkanen kokonaislukuspinsa ansiosta, kun taas helium-3-atomi on fermionipartikkeli, joka voi muodostaa bosoneja vain pariutumalla itsensä kanssa alhaisessa lämpötilassa. Lisäksi helium-3:n superfluiditeetti oli perusta fysiikan Noble-palkinnolle vuonna 1996.
Mitä on suprajohtavuus?
Suprajohtavuus on kvanttiilmiö, jossa tietyillä materiaaleilla on korkea johtavuus tietyissä magneetti- ja lämpötilaolosuhteissa. Onnes löysi tämän ilmiön vuonna 1911. Ei kuitenkaan ollut olemassa johdonmukaista mikroskooppista teoriaa, joka voisi kuvata, miksi suprajohtavuus esiintyy löydön hetkellä. Bardeen ja Cooper julkaisivat kuitenkin paperin, jossa todettiin tavanomaisen suprajohtavuuden matemaattinen perusta.
Suprajohtavuus havaittiin tutkittaessa elohopean (Hg) kuljetusominaisuuksia alhaisessa lämpötilassa. Onnes havaitsi, että heliumin nesteytymislämpötilan alapuolella (noin 4,2 K) elohopean ominaisvastus putoaa yhtäkkiä nollaan. Mutta odotettiin, että resistiivisyys joko menisi nollaan tai hajoaisi nollalämpötilassa, mutta ei katoa yhtäkkiä äärellisessä lämpötilassa. Tämä katoaminen osoitti uuden perustilan, ja se havaittiin suprajohtavuuden ominaisuutena.
Mitä eroa on superfluiditeetilla ja suprajohtavuudella?
Superfluiditeetti on ominaisuus ominaisuus nesteelle, jonka viskositeetti on nolla ja joka pystyy virtaamaan ilman liike-energian menetystä. Suprajohtavuus on kvantti-ilmiö, jossa tietyillä materiaaleilla on korkea johtavuus tietyissä magneetti- ja lämpötilaolosuhteissa. avainero superfluiditeetin ja suprajohtavuuden välillä on se, että superfluiditeetti on heliumin 4-atomin virtausta nesteessä, kun taas suprajohtavuus on elektronivarauksen virtausta kiinteän aineen sisällä.
Seuraava infografiikka tutkii superfluiditeetin ja suprajohtavuuden eroa taulukkomuodossa.
Yhteenveto – Superfluiditeetti vs suprajohtavuus
Superfluiditeetti on ominaisuus ominaisuus nesteelle, jonka viskositeetti on nolla ja joka pystyy virtaamaan ilman liike-energian menetystä. Suprajohtavuus on kvantti-ilmiö, jossa tietyillä materiaaleilla on korkea johtavuus tietyissä magneetti- ja lämpötilaolosuhteissa. avainero superfluiditeetin ja suprajohtavuuden välillä on se, että superfluiditeetti on heliumin 4-atomin virtausta nesteessä, kun taas suprajohtavuus on elektronivarauksen virtausta kiinteän aineen sisällä.
