Ključna razlika med superfluidnostjo in superprevodnostjo je, da je superfluidnost tok atomov helija 4 v tekočini, medtem ko je superprevodnost tok naboja elektronov znotraj trdne snovi.
Izraza superfluidnost in superprevodnost sta povezana pojava toka brez upora, vendar opisujeta te tokove za različne sisteme.
Kaj je superfluidnost?
Superfluidnost je značilna lastnost tekočine, ki ima ničelno viskoznost in lahko teče brez izgube kinetične energije. Če supertekočino mešamo, ta teži k oblikovanju vrtincev, ki se vrtijo v nedogled. Superfluidnost lahko opazimo v dveh izotopih helija: helij-3 in helij-4. Ta dva izotopa lahko utekočinimo tako, da ju ohladimo na kriogeno temperaturo.
Superfluidnost je lastnost različnih drugih eksotičnih stanj snovi, ki spadajo v astrofiziko, fiziko visokih energij in kvantno gravitacijo. Teorijo o superfluidnosti je razvil sovjetski fizik Lev Landau skupaj z Isaakom Khalatnikovom. Vendar sta ta pojav prvotno odkrila Pyotr Kapitsa in John F. Allen v tekočem heliju.
Slika 01: Tekoči helij je superfluidnost
Ko upoštevamo tekoči helij-4, se njegova superfluidnost pojavlja pri zelo visoki temperaturi v primerjavi s helijem-3. To je predvsem zato, ker je atom helija-4 bozonski delec zaradi njegovega celega spina, medtem ko je atom helija-3 fermionski delec, ki lahko tvori bozone samo s seznanjanjem s samim seboj pri nizki temperaturi. Poleg tega je bila superfluidnost helija-3 osnova za Nobelovo nagrado za fiziko leta 1996.
Kaj je superprevodnost?
Superprevodnost je kvantni pojav, kjer nekateri materiali kažejo visoko prevodnost pri določenih magnetnih in temperaturnih režimih. Ta pojav je odkril Onnes leta 1911. Vendar pa ni bilo dosledne mikroskopske teorije, ki bi lahko opisala, zakaj se v času odkritja pojavi superprevodnost. Vendar pa sta Bardeen in Cooper izdala članek, ki navaja matematične temelje konvencionalne superprevodnosti.
Odkritje superprevodnosti se je zgodilo med preučevanjem transportnih lastnosti živega srebra (Hg) pri nizki temperaturi. Onnes je odkril, da pod temperaturo utekočinjenja helija (pri približno 4,2 K) upornost živega srebra nenadoma pade na nič. Toda pričakovalo se je, da bo upornost padla na nič ali odstopala pri ničelni temperaturi, vendar ne bo nenadoma izginila pri končni temperaturi. To izginotje je nakazovalo novo osnovno stanje in je bilo odkrito kot lastnost superprevodnosti.
Kakšna je razlika med superfluidnostjo in superprevodnostjo?
Superfluidnost je značilna lastnost tekočine z ničelno viskoznostjo, ki lahko teče brez izgube kinetične energije. Superprevodnost je kvantni pojav, kjer nekateri materiali kažejo visoko prevodnost pri določenih magnetnih in temperaturnih režimih. Ključna razlika med superfluidnostjo in superprevodnostjo je, da je superfluidnost tok atomov helija 4 v tekočini, medtem ko je superprevodnost tok naboja elektronov znotraj trdne snovi.
Naslednja infografika raziskuje razliko med superfluidnostjo in superprevodnostjo v obliki tabele.
Povzetek – Superfluidnost proti superprevodnosti
Superfluidnost je značilna lastnost tekočine z ničelno viskoznostjo, ki lahko teče brez izgube kinetične energije. Superprevodnost je kvantni pojav, kjer nekateri materiali kažejo visoko prevodnost pri določenih magnetnih in temperaturnih režimih. Ključna razlika med superfluidnostjo in superprevodnostjo je, da je superfluidnost tok atomov helija 4 v tekočini, medtem ko je superprevodnost tok naboja elektronov znotraj trdne snovi.
