Redigerer Superfluiditet

'''Superfluiditet''' er en stofflig [[aggregattilstand|fase]] som karakteriseres ved at [[fluid]]et er [[viskositet]]sfritt, dvs. et superfluid som er satt i bevegelse vil forbli i bevegelse. Fenomenet har en [[kvantemekanikk|kvantemekanisk]] opprinnelse, [[Bose-Einstein-kondensasjon]], og fenomenet opptrer ved lave temperaturer. Fasen superfluiditet oppstår etter en [[annenordens faseovergang]].

Superfluiditet kan finnes i følgende systemer
* [[boson|Bosonisk]] [[helium]]
* [[fermion|Fermionisk]] [[helium]]
* Tynne [[gass]]er
* [[nøytronstjerne|Nøytronstjerneoverflater]]

Superfluiditet ble oppdaget av [[John Allen|John F. Allen]] og [[Don Misener]] i 1937, og parallelt også av [[Pjotr Kapitsa]]. I 1941 formulerte [[Lev Landau]] den teoretiske begrunnelsen bak fenomenet .

==Bosonisk helium==
Bosonisk helium, <sup>4</sup>He, er den desidert mest vanlige heliumisotopen og heretter kun omtalt som
helium. Helium er flytende under 4,22&nbsp;[[Kelvin|K]] (–268,93&nbsp;°C) og det eneste stoff som aldri blir fast ved kjøling dvs. det har smeltepunkt ved 0&nbsp;K (ved atmosfærisk trykk). Ved videre avkjøling er helium en vanlig viskøs væske, kalt helium I, ned til den såkalte lambda-temperaturen på 2,172&nbsp;K (–271&nbsp;°C), hvor superfluiditet oppstår ved en [[annenordens faseovergang]]. Denne fasen er kalt helium II. Det virkelig snodige med helium II er at væsken har en splittet natur: den har en superflytende og en normal komponent som flyter uavhengig av hverandre og avhenger av temperaturen slik at ved lambda-temperaturen er væsken helt normal og ved T=0&nbsp;K er væsken helt superflytende. Den superflytende komponenten er assosiert med en [[komplekse tall|kompleks]] [[ordensparameter]] som også kan tolkes som en [[makroskopisk]], [[kvantemekanikk|kvantemekanisk]], kompleks, [[bølgefunksjon]].
Denne oppstår som resultat av en [[Bose-Einstein kondensasjon]].Ordensparameteren og den annenordens faseovergangen har superfluider til felles med [[superleder|supraledning]], som er et relatert fenomen.

Begrunnelsen for mangelen på friksjon i superfluid helium II ble gitt av [[Lev Landau]] i 1941, og den skyldes [[energispekter]]et: ved lave hastigheter vil det simpelthen ikke være mulig for beholderen å eksitere [[fonon]]er i væsken og dermed er energioverføring til omgivelsene umulig, og ingen viskositet.

Videre har superfluidkomponenten null entropi.

Superflytende helium II har en rekke særegne egenskaper:
* Væsken er rotasjonsfri med unntak av [[kvantiserte virvler]].
* En temperaturgradient i væsken påvirker ikke superfluidet.
* Superfluidet kryper opp langs veggene i beholderen den er i.
* En roterende plate vil etter en tid stoppe opp, noe som viser eksistensen av en normalkomponent.

==Fermionisk helium==
Fermionisk helium, <sup>3</sup>He, er en forholdsvis sjelden heliumisotop som har kokepunkt på 3.2K. Siden <sup>3</sup>He tilfredsstiller [[Fermi-Dirac-statistikk]], har den helt andre egenskaper ved lave temperaturer en bosonisk helium. Derfor kan den ikke helt uten videre få en [[Bose-Einstein-kondensasjon]]. Superfluiditet i <sup>3</sup>He oppstår ved at atomene parvis adlyder [[Bose-Einstein-statistikk|Bose-Einstein statistikk]], også kalt [[Cooperpar]]. Dette er det samme som skjer med elektronene i en [[superleder]]. Overgangen til superfluid skjer ved svært lave temperaturer, av orden mK.

==Tynne gasser==
Noen gasser under ekstremt lav trykk og temperatur kan være superflytende, f.eks [[litium]]. Disse gassene er vanskelige å eksperimentere med, men er svært viktige fordi de er langt enklere å behandle teoretisk enn helium, som er en væske.
==Litteratur==
* E.M.Lifshitz, L.P.Pitaevskii, «Statistical Physics, Part 2 : Volume 9»
* R.J. Donnelly, «Quantized Vortices in Helium II»
* C. J. Pethick, H. Smith, «Bose-Einstein Condensation in Dilute Gases»

==Relaterte emner==
* [[Helium]]
* [[Kvantemekanikk]]
* [[Superleder]]e
* [[Annenordens faseovergang]]er
{{Autoritetsdata}}

[[Kategori:Fluidmekanikk]]
[[Kategori:Statistisk fysikk]]


<!--Interwiki-->