• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nadciekłość

    Przeczytaj także...
    Teoria BCS jest mikroskopową teorią nadprzewodnictwa ogłoszoną w 1957 roku przez Johna Bardeena, Leona Coopera i Roberta Shrieffera. Nazwa teorii pochodzi od inicjałów jej twórców. Za stworzenie tej teorii otrzymali oni w 1972 roku Nagrodę Nobla z fizyki.Wielki Zderzacz Hadronów, LHC (z ang. Large Hadron Collider) – największy na świecie akcelerator cząstek (hadronów), znajdujący się w Europejskim Ośrodku Badań Jądrowych CERN w pobliżu Genewy. LHC jest położony na terenie Francji oraz Szwajcarii.
    Izotopy – odmiany pierwiastka chemicznego różniące się liczbą neutronów w jądrze atomu (z definicji atomy tego samego pierwiastka mają tę samą liczbę protonów w jądrze). Izotopy tego samego pierwiastka różnią się liczbą masową (łączną liczbą neutronów i protonów w jądrze), ale mają tę samą liczbę atomową (liczbę protonów w jądrze).
    Nadciekły hel tworzy na powierzchniach, z którymi się styka, cienką błonkę i wpływa do wewnętrznego naczynia

    Nadciekłość – (także nadpłynność) stan materii charakteryzujący się całkowitym zanikiem lepkości.

    Materia w stanie nadciekłym, puszczona w ruch w dowolnym obiegu zamkniętym, może w nim krążyć bez końca, bez żadnego dodatkowego nakładu energii.

    Zjawisko to zostało odkryte przez Piotra Kapicę, Johna F Allena i Dona Misenera w 1937 r.

    Lepkość (tarcie wewnętrzne, wiskoza) – właściwość płynów i plastycznych ciał stałych charakteryzująca ich opór wewnętrzny przeciw płynięciu. Lepkością nie jest opór przeciw płynięciu powstający na granicy płynu i ścianek naczynia. Lepkość jest jedną z najważniejszych cech płynów (cieczy i gazów).Piotr Leonidowicz Kapica (ros. Пётр Леонидович Капица) (ur. 27 czerwca/9 lipca 1894 w Kronsztadzie, zm. 8 kwietnia 1984 w Moskwie) – fizyk rosyjski, badacz fizyki niskich temperatur, odkrywca zjawiska nadciekłości helu w 1937, za co otrzymał nagrodę Nobla z fizyki w 1978 (dzieląc ją z Arno Penziasem i Robertem Woodrowem Wilsonem, odkrywcami kosmicznego mikrofalowego promieniowania reliktowego).

    Zjawisko nadciekłości wynika ze szczególnych kolektywnych zjawisk kwantowych występujących w cieczach znajdujących się w bardzo niskiej temperaturze. Na przykład dla izotopu helu He, obserwowana jest poniżej temperatury 2,17 K (-270,98 °C), zaś dla izotopu helu He, temperatura ta wynosi 1 mK – 2,6 mK w zależności od ciśnienia (0 – 30 barów) (przy całkowitym braku pola magnetycznego), czyli niewiele więcej od temperatury absolutnego zera.

    Stan skupienia materii – podstawowa forma, w jakiej występuje substancja, określająca jej podstawowe właściwości fizyczne. Właściwości substancji wynikają z układu oraz zachowania cząsteczek tworzących daną substancję. Bardziej precyzyjnym określeniem form występowania substancji jest faza materii.Hel (He, łac. helium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 2, z grupy helowców (gazów szlachetnych) w układzie okresowym. Jest po wodorze drugim najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem chemicznym we wszechświecie, jednak na Ziemi występuje wyłącznie w śladowych ilościach (4×10% w górnych warstwach atmosfery).

    Jakkolwiek w obu tych przypadkach zjawisko to daje taki sam efekt makroskopowy, przyczyna nadciekłości jest nieco inna. Atomy helu-4 są z formalnego punktu widzenia bozonami (choć nie są nimi w ścisłym znaczeniu tego słowa) i dlatego ich nadciekłość może być tłumaczona faktem generowania kondensatu Bosego-Einsteina przez ten układ. Natomiast atomy helu-3 są fermionami, a ich własności w stanie nadciekłym mogą być raczej tłumaczone za pomocą mechanizmów matematycznych transformacji Bogolubowa, używanej także w teorii BCS, stworzonej na potrzeby wyjaśnienia zjawiska nadprzewodnictwa. W przybliżeniu mówi ona, że fermiony, takie jak atomy helu-3, łączą się w pary, które są bozonami i dopiero te pary tworzą kondensat Bosego-Einsteina. Próbę wyjaśnienia tego zjawiska podjął również Witalij Ginzburg we współpracy z Pitajewskim. Opublikowali oni Początkową teorię parametru Ψ dla nadciekłości. Ginzburg razem z Sobianinem zaproponowali uogólnioną teorię nadciekłości.

    Temperatura – jedna z podstawowych wielkości fizycznych (parametrów stanu) w termodynamice. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.Kelwin – jednostka temperatury w układzie SI równa 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody, oznaczana K. Definicja ta odnosi się do wody o następującym składzie izotopowym: 0,00015576 mola H na jeden mol H, 0,0003799 mola O na jeden mol O i 0,0020052 mola O na jeden mol O.

    Zjawisko nadciekłości helu jest szeroko stosowane do osiągania niskich temperatur w eksperymentach chemicznych i fizycznych (jest chłodziwem dla LHC, gdzie wymagana jest duża szybkość odprowadzania ciepła), a także w przemyśle.

    Przypisy

    1. Łukasz Turski. „Wiedza i Życie”. 7/1997. Prószyński Media sp. z o.o.. 
    2. CERN - LHC: Facts and figures



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Początkowa teoria parametru Ψ dla nadciekłości – teoria opisująca zjawisko nadciekłości transponowana z teorii Ginzburga-Landaua dla nadprzewodników. Zjawisko nadciekłości można uznać za nadprzewodnictwo cieczy nienaładowanej.
    Przemysł – dział produkcji materialnej, w którym wydobywanie zasobów przyrody i dostosowanie ich do potrzeb ludzi odbywa się na dużą skalę, na zasadzie podziału pracy i za pomocą maszyn.
    Materia – w potocznym znaczeniu: ogół obiektywnie istniejących przedmiotów fizycznych, poznawalnych zmysłami. W fizyce termin "materia" ma kilka znaczeń.
    Nadprzewodnictwo – stan materiału polegający na zerowej rezystancji, jest osiągany w niektórych materiałach w niskiej temperaturze.
    Pitajewski Lew Pietrowicz (ros. Пита́евский Лев Петро́вич, ur. 18 stycznia 1933 r. w Saratowie) - fizyk rosyjski. Członek-korespondent Akademii Nauk ZSRR od 1976 r., akademik Akademii Nauk ZSRR od 1990 r. i Rosyjskiej Akademii Nauk od 1991 r. Doktor nauk fizyczno-matematycznych.
    Nikołaj Nikołajewicz Bogolubow (ros. Николай Николаевич Боголюбов; ur. 8 sierpnia/21 sierpnia 1909 w Niżnym Nowogrodzie, zm. 13 lutego 1992 w Moskwie) – radziecki matematyk i fizyk teoretyczny.
    Efekty kwantowe, (zjawiska kwantowe) są to efekty specyficznie związane z mechaniką kwantową, zjawiska zachodzące w mikroskali opisywane przez mechanikę kwantową.

    Reklama