슈퍼 플루이드는 무엇입니까?

superfluid는 에너지 손실없이 끝없이 흐를 수있는 물질의 단계입니다.특정 동위 원소 의이 특성은 1937 년 Pyotr Leonidovich Kapitsa, John F. Allen 및 Don Misener에 의해 발견되었습니다. 적어도 두 개의 헬륨의 헬륨, 루비 디움의 하나의 동위 원소 및 리튬의 동위 원소로 매우 저온에서 달성되었습니다.flucte 액체와 가스 만 슈퍼 플루드가 될 수 있습니다.예를 들어, 헬륨 동결 지점은 1K (켈빈) 및 25 개의 압력 대기이며, 모든 요소 중 가장 낮지 만 물질은 약 2K에서 초 유체 특성을 나타 내기 시작합니다. 샘플의 모든 구성 원자가 시작될 때 발생합니다.동일한 양자 상태를 차지합니다.이것은 원자가 매우 가깝게 배치되어 너무 냉각되어 양자 파 함수가 겹치기 시작하고 원자가 개별 정체성을 잃어서 원자의 응집보다 단일 슈퍼 아톰처럼 행동합니다.물질이 초 유성을 나타낼 수 있으며, 재료는 매우 차갑고 (4K 미만)이 추운 온도에서 유동적이어야한다는 것입니다.저온에서 고체가되는 재료는이 단계를 가정 할 수 없습니다.매우 낮은 온도로 냉각되면, 초 유체가 준비된 보손 세트, 균일 한 수의 핵을 갖는 원자는 수퍼 플루이드 물질의 물질 단계 인 Bose-einstein 응축수로 형성됩니다.헬륨 -3 동위 원소와 같은 홀수의 핵을 갖는 원자가 몇 개의 켈빈으로 냉각 될 때, 이는이 전이를 일으키기에 충분하지 않습니다.bosons만이 Bose-einstein 응축수가 될 수 있기 때문에, Fermions는 먼저 유체가되기 위해서는 서로 짝을 이루어야합니다.이 과정은 초전도체에서 발생하는 전자의 쿠퍼 쌍과 유사합니다.홀수의 핵을 갖는 두 원자가 서로 쌍을 이루면, 그들은 총체적으로 균일 한 수의 핵을 갖고 보손처럼 행동하기 시작하여 초 유성 상태로 함께 응축됩니다.이것을 페르미온 응축수라고하며, 몇 개의 켈빈이 아닌 MK (Millikelvin) 온도 수준에서만 나타납니다.초 유체에서의 원자 쌍과 초전도체에서 전자 페어링의 원자 쌍의 주요 차이점은 원자 쌍은 포논 (진동 에너지) 교환보다는 양자 스핀 변동에 의해 매개된다는 것입니다.물질의 형태.그것들은 내부 점도가 없기 때문에, 하나 안에 형성된 와류는 영원히 지속됩니다.수퍼 플루드는 열역학적 엔트로피가 제로와 무한 열전도율을 가지며, 이는 두 슈퍼 플루드 또는 동일한 두 부분 사이에 온도 차동이 존재할 수 없음을 의미합니다.또한 컨테이너가 밀봉되지 않은 경우 1 개의 원자 두께 층으로 컨테이너 위로 올라갈 수 있습니다.초 유체 내에 내장 된 종래의 분자는 가스처럼 행동하는 완전한 회전 자유로 움직일 수 있습니다.다른 흥미로운 특성은 미래에 발견 될 수 있습니다.

대부분의 소위 슈퍼 플루드는 순수하지는 않지만 실제로 유체 성분과 초 유체 구성 요소의 혼합물입니다.수퍼 플루드의 잠재적 인 응용은 초전도체의 것만 큼 흥미롭고 광범위하지는 않지만 희석 냉장고와 분광기는 그들이 사용한 두 가지 영역입니다.아마도 오늘날 가장 흥미로운 응용 프로그램은 순전히 교육적이며, 이는 특정한 조건에서 양자 효과가 규모로 거시적이 될 수있는 방법을 보여줍니다.