第九态超流态
之前为大家介绍过物质的十二态,今天就将里面一种特别形态超流体进行详细的解析,在1937年的时候,来自前苏联物理学家彼得·列奥尼多维奇·卡皮察有了惊奇的发现。他发现液态氦在下降达到-270.98℃的时候,它的性质有了比较大的变化。它由原先的一般流动性突然变成了超级流动性。
所谓的超级流动性顾名思义就是有着强大的流动性,它可以毫无障碍通过一些超级微小的缝隙,甚至于连气体都没办法通过,甚至于可以溜出去。这种物质被称为超流态,不过目前没有在其他的物质身上发现。
具体研究原理
这位伟大的物理学家虽然成功发信超流态,但是想要进行进一步的研究,甚至于成功获得固态氦,不过并没有成功。
在20世纪70年代的时候来自英国的科学家发现了其中的原理,他发现,氦的同位素氦-3的原子对与超导体中金属的电子对结构比较相似,这也让人们对于超流态了解更多了。潮流现象是一种比较复杂的量子效应,目前研究还没有停下。
一般的液体在温度降低的过程中,密度会逐渐增加,但是液态氦温度下降的时候密度确实增大,达到临界温度零下271摄氏度的时候突然发现了奇怪的事情,密度突然减少,整体看着停止了运动。
结语:第九态超流态对于现代物理研究有着重要的意义,不过人们这种特别的性质了解太少,所以更多的科学家在不断进行研究和揭秘。
什么是超流体
超流体是一种物态,特点是完全缺乏黏性。
如果将超流体放置于环状的容器中,由于没有摩擦力,它可以永无止尽地流动。它能以零阻力通过微管,甚至能从碗中向上“滴”出而逃逸。液态氦在2.17 K以下时,它的内摩擦系数变为零,这时液态氦可以流过半径为十的负五次方厘米的小孔或毛细管,这种现象叫做超流现象(Superfluidity),这种液体叫做超流体(Superfluid)。
超流体是超低温下具有奇特性质的理想流体,即流体内部完全没有粘滞。超流体所需温度比超导体还低,它们都是超低温现象。氦有两种同位素,即由2个质子和2个中子组成的氦4和由2个质子和1个中子组成的氦3。液态氦-4在冷却到2.17 K以下时,开始出现超流体特征, 20世纪30年代末,苏联科学家彼得・卡皮察首先观测到液态氦4的超流体特性。他因此获得1978年诺贝尔物理学奖。这一现象很快被苏联科学家列夫・郎道用凝聚态理论成功解释。不过,科学家直到20世纪70年代末才观测到氦3的超流体现象,因为使氦3出现超流体现象的温度只有氦4的千分之一。
超流体的应用目前尚在研究之中。不过,这一领域已经曙光初现。2002年,德国科学家实现铷原子气体超流体态与绝缘态可逆转换。世界科技界认为该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。这一成果被中国两院院士评为2002年世界十大科技进展之一。