Η βασική διαφορά μεταξύ υπερρευστότητας και υπεραγωγιμότητας είναι ότι η υπερρευστότητα είναι η ροή των ατόμων ηλίου 4 σε ένα υγρό, ενώ η υπεραγωγιμότητα είναι η ροή ενός φορτίου ηλεκτρονίου μέσα σε ένα στερεό.
Οι όροι υπερρευστότητα και υπεραγωγιμότητα είναι σχετικά φαινόμενα ροής χωρίς αντίσταση, αλλά περιγράφουν αυτές τις ροές για διαφορετικά συστήματα.
Τι είναι η Υπερρευστότητα;
Η υπερρευστότητα είναι μια χαρακτηριστική ιδιότητα ενός ρευστού που έχει μηδενικό ιξώδες και μπορεί να ρέει χωρίς καμία απώλεια κινητικής ενέργειας. Αν ανακατεύουμε ένα υπερρευστό, τείνει να σχηματίσει δίνες που συνεχίζουν να περιστρέφονται απεριόριστα. Μπορούμε να παρατηρήσουμε την υπερρευστότητα που εμφανίζεται σε δύο ισότοπα ηλίου: ήλιο-3 και ήλιο-4. Μπορούμε να υγροποιήσουμε αυτά τα δύο ισότοπα ψύχοντάς τα σε κρυογονική θερμοκρασία.
Η υπερρευστότητα είναι μια ιδιότητα διαφόρων άλλων εξωτικών καταστάσεων της ύλης που εμπίπτουν στην αστροφυσική, τη φυσική υψηλής ενέργειας και την κβαντική βαρύτητα. Η θεωρία σχετικά με την υπερρευστότητα αναπτύχθηκε από τον Σοβιετικό φυσικό Lev Landau μαζί με τον Isaak Khalatnikov. Ωστόσο, αυτό το φαινόμενο ανακαλύφθηκε αρχικά από τους Pyotr Kapitsa και John F. Allen σε υγρό ήλιο.
Εικόνα 01: Το υγρό ήλιο είναι υπερρευστότητα
Όταν εξετάζουμε το υγρό ήλιο-4, η υπερρευστότητά του εμφανίζεται σε πολύ υψηλή θερμοκρασία σε σύγκριση με αυτή του ηλίου-3. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι ένα άτομο ηλίου-4 είναι ένα σωματίδιο μποζονίου, λόγω του ακέραιου σπιν του, ενώ ένα άτομο ηλίου-3 είναι ένα σωματίδιο φερμιονίου που μπορεί να σχηματίσει μποζόνια μόνο μέσω του ζευγαρώματος με τον εαυτό του σε χαμηλή θερμοκρασία. Επιπλέον, η υπερρευστότητα του ηλίου-3 ήταν η βάση για το βραβείο Noble στη φυσική το 1996.
Τι είναι η Υπεραγωγιμότητα;
Η υπεραγωγιμότητα είναι ένα κβαντικό φαινόμενο όπου ορισμένα υλικά παρουσιάζουν υψηλή αγωγιμότητα σε συγκεκριμένα μαγνητικά και θερμοκρασιακά καθεστώτα. Αυτό το φαινόμενο ανακαλύφθηκε από τον Onnes το 1911. Ωστόσο, δεν υπήρχε συνεπής μικροσκοπική θεωρία που θα μπορούσε να περιγράψει γιατί εμφανίζεται η υπεραγωγιμότητα τη στιγμή της ανακάλυψης. Ωστόσο, ο Bardeen και ο Cooper κυκλοφόρησαν μια εργασία που αναφέρει τη μαθηματική βάση για τη συμβατική υπεραγωγιμότητα.
Η ανακάλυψη της υπεραγωγιμότητας συνέβη κατά τη μελέτη των ιδιοτήτων μεταφοράς του υδραργύρου (Hg) σε χαμηλή θερμοκρασία. Ο Onnes ανακάλυψε ότι, κάτω από τη θερμοκρασία υγροποίησης του ηλίου, (περίπου στους 4,2 Κ), η ειδική αντίσταση του υδραργύρου πέφτει ξαφνικά στο μηδέν. Αλλά η προσδοκία ήταν ότι η ειδική αντίσταση είτε θα πήγαινε στο μηδέν είτε θα αποκλίνονταν σε μηδενική θερμοκρασία αλλά δεν θα εξαφανιζόταν ξαφνικά σε μια πεπερασμένη θερμοκρασία. Αυτή η εξαφάνιση έδειξε μια νέα βασική κατάσταση και ανακαλύφθηκε ως ιδιότητα της υπεραγωγιμότητας.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ υπερρευστότητας και υπεραγωγιμότητας;
Η υπερρευστότητα είναι μια χαρακτηριστική ιδιότητα ενός ρευστού με μηδενικό ιξώδες και ικανό να ρέει χωρίς καμία απώλεια κινητικής ενέργειας. Η υπεραγωγιμότητα είναι ένα κβαντικό φαινόμενο όπου ορισμένα υλικά παρουσιάζουν υψηλή αγωγιμότητα σε συγκεκριμένα μαγνητικά και θερμοκρασιακά καθεστώτα. Η βασική διαφορά μεταξύ της υπερρευστότητας και της υπεραγωγιμότητας είναι ότι η υπερρευστότητα είναι η ροή των ατόμων ηλίου 4 σε ένα υγρό ενώ η υπεραγωγιμότητα είναι η ροή του φορτίου ηλεκτρονίων μέσα σε ένα στερεό.
Το παρακάτω infographic διερευνά τη διαφορά μεταξύ υπερρευστότητας και υπεραγωγιμότητας σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Υπερρευστότητα vs Υπεραγωγιμότητα
Η υπερρευστότητα είναι μια χαρακτηριστική ιδιότητα ενός ρευστού με μηδενικό ιξώδες και ικανό να ρέει χωρίς καμία απώλεια κινητικής ενέργειας. Η υπεραγωγιμότητα είναι ένα κβαντικό φαινόμενο όπου ορισμένα υλικά παρουσιάζουν υψηλή αγωγιμότητα σε συγκεκριμένα μαγνητικά και θερμοκρασιακά καθεστώτα. Η βασική διαφορά μεταξύ της υπερρευστότητας και της υπεραγωγιμότητας είναι ότι η υπερρευστότητα είναι η ροή των ατόμων ηλίου 4 σε ένα υγρό ενώ η υπεραγωγιμότητα είναι η ροή του φορτίου ηλεκτρονίων μέσα σε ένα στερεό.
