Supratekutost

Hélium II se „vyplazí“ po povrchu nádoby, aby našlo svoji vlastní hladinu - po krátké chvíli se hladiny v obou nádobách vyrovnají. Rollinova vrstva též pokryje vnitřek větší nádoby; kdyby nebyla zavřená, hélium II by se vyplazilo ven a uniklo. Fázový diagram helia Supratekutá látka nebo též supratekutina (z lat. supra = nad) je kapalina s nulovou viskozitou. Tato vlastnost se nazývá supratekutost. Donedávna byla pozorovaná jen u helia při teplotách blízkých absolutní nule.

Objevení

Supratekutost objevil v roce 1937 ruský vědec Pjotr Leonidovič Kapica a nezávisle i John F. +more Allen spolu s A. D. Misenerem v laboratoři v Cambridge, a to pozorováním toho, že 4He při teplotách nižších než 2,17 K (nazývané He II) protéká trubicemi o průměru 4-10 cm bez měřitelného odporu. Přitom již v prvním dni úspěšného zkapalnění hélia (10. července 1908) Heike Kamerlingh Onnes dokázal vytvořit teplotu nižší než 2 K, v dalších experimentech dokonce teploty nižší než 1 K. V těchto teplotách je již 4He supratekuté. Na podivné chování kapalného helia pod teplotou 2,17 K ovšem upozornil až Willem Hendrik Keesom, žák profesora Onnese, v březnu roku 1926 na základě studia měrné tepelné kapacity. Pro odlišení kapalné fáze nad a pod teplotou 2,17 K zavedl označení He I a He II. Teorii (semimikroskopickou) supratekutosti 4He vytvořil Lev Davidovič Landau v roce 1941. Mikroskopická teorie v roce 1998 nebyla uspokojivě vybudována.

Supratekutost hélia

Atom p=4|b=2He obsahuje 2 protony, 2 neutrony a 2 elektrony, má tedy sudý počet částic. Všechny zmíněné částice jsou fermiony, dohromady tvoří ale celek, který nemůže mít poloviční spin. +more Atom jako celek se tedy chová jako boson. Pro bosony ale neplatí Pauliho vylučovací princip, a proto k jevu supratekutosti dochází díky vzniku Bose-Einsteinova kondenzátu.

Supratekutosti lze dosáhnout také u izotopu 3He, jehož atomy se chovají jako fermiony, k vzniku supratekutého stavu tedy dochází díky tvorbě Cooperových párů, tj. párování dvojic atomů s opačnými spiny. +more 3He se stává supratekutým při teplotách pod přibližně 0,0025 K.

Odkazy

Související články

Kapalné helium * Supravodivost

Reference

Literatura

Miloš Rotter: Sto let kapalného helia (Pokroky matematiky, fyziky & astronomie, 4/2008)

Externí odkazy

[url=http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/429-supratekutost]Encyklopedie fyziky - Supratekutost[/url] * [url=http://www.superfluid.cz/]www.superfluid.cz[/url]

Kategorie:Fyzika kondenzovaného stavu Kategorie:Kvantová mechanika Kategorie:Helium