Ключовата разлика между свръхфлуидността и свръхпроводимостта е, че свръхфлуидността е потокът от хелиеви 4 атома в течност, докато свръхпроводимостта е потокът на електронен заряд вътре в твърдо тяло.
Термините свръхфлуидност и свръхпроводимост са свързани явления на поток без съпротивление, но те описват тези потоци за различни системи.
Какво е свръхфлуидност?
Свръхфлуидността е характерно свойство на течност, която има нулев вискозитет и може да тече без загуба на кинетична енергия. Ако разбъркаме свръхфлуид, той има тенденция да образува вихри, които продължават да се въртят безкрайно дълго. Можем да наблюдаваме свръхфлуидност, възникваща в два изотопа на хелий: хелий-3 и хелий-4. Можем да втечним тези два изотопа, като ги охладим до криогенна температура.
Свръхфлуидността е свойство на различни други екзотични състояния на материята, които попадат в астрофизиката, физиката на високите енергии и квантовата гравитация. Теорията за свръхфлуидността е разработена от съветския физик Лев Ландау заедно с Исаак Халатников. Това явление обаче първоначално е открито от Пьотр Капица и Джон Ф. Алън в течен хелий.
Фигура 01: Течният хелий е свръхфлуиден
Когато разглеждаме течния хелий-4, неговата свръхфлуидност възниква при много висока температура в сравнение с тази на хелий-3. Това е главно защото атомът на хелий-4 е бозонна частица, по силата на своето цяло числово въртене, докато атомът на хелий-3 е фермионна частица, която може да образува бозони само чрез сдвояване със себе си при ниска температура. Освен това свръхфлуидността на хелий-3 беше в основата на Нобеловата награда по физика през 1996 г.
Какво е свръхпроводимост?
Свръхпроводимостта е квантов феномен, при който определени материали показват висока проводимост при определени магнитни и температурни режими. Това явление е открито от Onnes през 1911 г. Въпреки това, няма последователна микроскопична теория, която да опише защо възниква свръхпроводимост по време на откриването. Въпреки това, Бардийн и Купър публикуваха документ, в който се посочват математическите основи на конвенционалната свръхпроводимост.
Откриването на свръхпроводимостта се случи по време на изследването на транспортните свойства на живака (Hg) при ниска температура. Онес откри, че под температурата на втечняване на хелия (при около 4,2 К) съпротивлението на живака внезапно пада до нула. Но очакванията бяха, че съпротивлението или ще стигне до нула, или ще се разклони при нулева температура, но няма да изчезне внезапно при крайна температура. Това изчезване показва ново основно състояние и е открито като свойство на свръхпроводимостта.
Каква е разликата между свръхфлуидност и свръхпроводимост?
Свръхфлуидността е характерно свойство на течност с нулев вискозитет и способна да тече без загуба на кинетична енергия. Свръхпроводимостта е квантов феномен, при който определени материали показват висока проводимост при определени магнитни и температурни режими. Ключовата разлика между свръхфлуидността и свръхпроводимостта е, че свръхфлуидността е потокът от хелиеви 4 атома в течност, докато свръхпроводимостта е потокът от електронен заряд вътре в твърдо тяло.
Следната инфографика изследва разликата между свръхфлуидност и свръхпроводимост в таблична форма.
Обобщение – Свръхфлуидност срещу свръхпроводимост
Свръхфлуидността е характерно свойство на течност с нулев вискозитет и способна да тече без загуба на кинетична енергия. Свръхпроводимостта е квантов феномен, при който определени материали показват висока проводимост при определени магнитни и температурни режими. Ключовата разлика между свръхфлуидността и свръхпроводимостта е, че свръхфлуидността е потокът от хелиеви 4 атома в течност, докато свръхпроводимостта е потокът от електронен заряд вътре в твърдо тяло.
