Nøkkelforskjellen mellom superfluiditet og superledning er at superfluiditet er strømmen av helium 4 atomer i en væske, mens superledning er strømmen av en elektronladning inne i et fast stoff.
Begrepene superfluiditet og superledning er relaterte fenomener med strømning uten motstand, men de beskriver disse strømmene for forskjellige systemer.
Hva er Superfluidity?
Superfluiditet er en karakteristisk egenskap til en væske som har null viskositet og som kan flyte uten tap av kinetisk energi. Hvis vi rører en supervæske, har den en tendens til å danne virvler som fortsetter å rotere i det uendelige. Vi kan observere superfluiditet i to isotoper av helium: helium-3 og helium-4. Vi kan gjøre disse to isotopene flytende ved å avkjøle dem til kryogen temperatur.
Superfluiditet er en egenskap ved forskjellige andre eksotiske tilstander av materie som kommer inn under astrofysikk, høyenergifysikk og kvantetyngdekraft. Teorien om superfluiditet ble utviklet av den sovjetiske fysikeren Lev Landau sammen med Isaak Khalatnikov. Dette fenomenet ble imidlertid opprinnelig oppdaget av Pyotr Kapitsa og John F. Allen i flytende helium.
Figur 01: Flytende helium er superflytende
Når man vurderer flytende helium-4, oppstår dens superfluiditet ved en svært høy temperatur sammenlignet med helium-3. Dette er hovedsakelig fordi et helium-4-atom er en bosonpartikkel, i kraft av dets heltallsspinn, mens et helium-3-atom er en fermionpartikkel som kun kan danne bosoner gjennom sammenkobling med seg selv ved lav temperatur. Dessuten var superfluiditeten til helium-3 grunnlaget for Noble-prisen i fysikk i 1996.
Hva er superledning?
Superledning er et kvantefenomen der visse materialer viser høy ledningsevne ved spesielle magnetiske og temperaturregimer. Dette fenomenet ble oppdaget av Onnes i 1911. Det var imidlertid ingen konsistent mikroskopisk teori som kunne beskrive hvorfor superledning oppstår på oppdagelsestidspunktet. Imidlertid ga Bardeen og Cooper ut et papir som angir det matematiske grunnlaget for konvensjonell superledning.
Oppdagelsen av superledning skjedde under studiet av transportegenskaper til kvikksølv (Hg) ved lav temperatur. Onnes oppdaget at under heliumets flytende temperatur (ved ca. 4,2 K), synker kvikksølvs resistivitet plutselig til null. Men forventningen var at resistiviteten enten ville gå til null eller divergere ved null temperatur, men ikke forsvinne plutselig ved en endelig temperatur. Denne forsvinningen indikerte en ny grunntilstand og ble oppdaget som en egenskap ved superledning.
Hva er forskjellen mellom superfluiditet og superledning?
Superfluiditet er en karakteristisk egenskap til en væske som har null viskositet og kan flyte uten tap av kinetisk energi. Superledning er et kvantefenomen der visse materialer har høy ledningsevne ved spesielle magnetiske og temperaturregimer. Hovedforskjellen mellom superfluiditet og superledning er at superfluiditet er strømmen av helium 4 atomer i en væske, mens superledning er strømmen av elektronladning inne i et fast stoff.
Den følgende infografikken utforsker forskjellen mellom superfluiditet og superledning i tabellform.
Sammendrag – Superfluiditet vs Superledningsevne
Superfluiditet er en karakteristisk egenskap til en væske som har null viskositet og kan flyte uten tap av kinetisk energi. Superledning er et kvantefenomen der visse materialer har høy ledningsevne ved spesielle magnetiske og temperaturregimer. Hovedforskjellen mellom superfluiditet og superledning er at superfluiditet er strømmen av helium 4 atomer i en væske, mens superledning er strømmen av elektronladning inne i et fast stoff.
