A legfontosabb különbség a szuperfluiditás és a szupravezetés között az, hogy a szuperfolyékonyság a 4 atomos hélium folyadékban való áramlása, míg a szupravezetés az elektrontöltés szilárd anyagon belüli áramlása.
A szuperfolyékonyság és a szupravezetés kifejezések az ellenállás nélküli áramlás rokon jelenségei, de ezeket az áramlásokat különböző rendszerekre írják le.
Mi a szuperfolyékonyság?
A szuperfolyékonyság a nulla viszkozitású és mozgási energiaveszteség nélkül tud folyni folyadék jellemző tulajdonsága. Ha egy szuperfolyadékot keverünk, az hajlamos örvényeket képezni, amelyek a végtelenségig forognak. Szuperfolyékonyságot figyelhetünk meg a hélium két izotópjában: a hélium-3-ban és a hélium-4-ben. Ezt a két izotópot kriogén hőmérsékletre hűtve cseppfolyósíthatjuk.
A szuperfolyékonyság az asztrofizika, a nagyenergiájú fizika és a kvantumgravitáció alá tartozó különféle egzotikus anyagállapotok tulajdonsága. A szuperfolyékonyság elméletét Lev Landau szovjet fizikus dolgozta ki Isaak Khalatnikovval együtt. Ezt a jelenséget azonban eredetileg Pjotr Kapitsa és John F. Allen fedezte fel folyékony héliumban.
01. ábra: A folyékony hélium szuperfolyékony
A folyékony hélium-4-et tekintve szuperfolyékonysága a hélium-3-hoz képest nagyon magas hőmérsékleten jelentkezik. Ennek főként az az oka, hogy a hélium-4 atom bozonrészecske, egész spinje miatt, míg a hélium-3 atom egy fermion részecske, amely csak alacsony hőmérsékleten önmagával párosítva tud bozonokat alkotni. Ezenkívül a hélium-3 szuperfolyékonysága volt az alapja 1996-ban a fizikai Nemes-díjnak.
Mi a szupravezetés?
A szupravezetés egy kvantumjelenség, ahol bizonyos anyagok bizonyos mágneses és hőmérsékleti viszonyok mellett magas vezetőképességet mutatnak. Ezt a jelenséget Onnes fedezte fel 1911-ben. Nem volt azonban olyan következetes mikroszkópos elmélet, amely leírhatta volna, miért fordul elő szupravezetés a felfedezés idején. Bardeen és Cooper azonban kiadott egy tanulmányt a hagyományos szupravezetés matematikai alapjairól.
A szupravezetés felfedezése a higany (Hg) alacsony hőmérsékleten történő szállítási tulajdonságainak tanulmányozása során történt. Onnes felfedezte, hogy a hélium cseppfolyósodási hőmérséklete alatt (körülbelül 4,2 K-en) a higany fajlagos ellenállása hirtelen nullára csökken. De az volt a várakozás, hogy az ellenállás vagy nullára csökken, vagy nulla hőmérsékleten divergál, de véges hőmérsékleten nem tűnik el hirtelen. Ez az eltűnés új alapállapotot jelez, és a szupravezetés tulajdonságaként fedezték fel.
Mi a különbség a szuperfolyékonyság és a szupravezetés között?
A szuperfolyékonyság a nulla viszkozitású és a mozgási energia elvesztése nélkül áramlásra képes folyadék jellemző tulajdonsága. A szupravezetés egy kvantumjelenség, amikor bizonyos anyagok bizonyos mágneses és hőmérsékleti viszonyok mellett magas vezetőképességet mutatnak. A legfontosabb különbség a szuperfolyékonyság és a szupravezetés között az, hogy a szuperfolyékonyság a hélium 4 atomos áramlása egy folyadékban, míg a szupravezetés az elektrontöltés áramlása szilárd testben.
A következő infografika táblázatos formában tárja fel a szuperfolyékonyság és a szupravezetés közötti különbséget.
Összefoglaló – Szuperfolyékonyság kontra szupravezetés
A szuperfolyékonyság a nulla viszkozitású és a mozgási energia elvesztése nélkül áramlásra képes folyadék jellemző tulajdonsága. A szupravezetés egy kvantumjelenség, amikor bizonyos anyagok bizonyos mágneses és hőmérsékleti viszonyok mellett magas vezetőképességet mutatnak. A legfontosabb különbség a szuperfolyékonyság és a szupravezetés között az, hogy a szuperfolyékonyság a hélium 4 atomos áramlása egy folyadékban, míg a szupravezetés az elektrontöltés áramlása szilárd testben.
