т. XVII · МСК
Физика

При температуре близкой к абсолютному нулю жидкий гелий-4 становится суперфлюидом и течёт без трения.

При температуре близкой к абсолютному нулю жидкий гелий-4 становится суперфлюидом и течёт без трения
Суперфлюидность гелия-4 была открыта в 1938 году советским физиком Петром Капицей при изучении свойств жидкого гелия при криогенных температурах. Ниже критической температуры 2,17 К (минус 270,98 °C) это вещество переходит в квантовое состояние, где его вязкость практически обращается в нуль. Это означает, что суперфлюид может течь без сопротивления — явление, невозможное для обычных жидкостей и объясняемое квантовой механикой. Открытие стало ключевым свидетельством макроскопического проявления квантовых эффектов. Суперфлюидный гелий демонстрирует поведение, нарушающее интуицию: он просачивается через микроскопические щели толщиной в несколько нанометров, поднимается по стенкам сосуда вопреки гравитации и может преодолевать энергетические барьеры. Волновая природа атомов гелия позволяет им образовать единое квантовое состояние, где все частицы движутся согласованно, не теряя энергию на трение. Применение суперфлюидов простирается от фундаментальной физики до практической инженерии. Криогенные системы с жидким гелием используются для охлаждения магнитов в МРТ-сканерах, ускорителях частиц и телескопах. Изучение суперфлюидности помогает учёным понимать квантовые конденсаты и явления в экстремальных условиях. Примечательно, что гелий-3 при ещё более низких температурах (ниже 0,0026 К) тоже становится суперфлюидом, но с иными механизмами — это позволяет исследовать разные типы квантового упорядочения в одном элементе.

Часто спрашивают

Правда ли, что при температуре близкой к абсолютному нулю жидкий гелий-4 становится суперфлюидом и течёт без трения?

Суперфлюидность гелия-4 была открыта в 1938 году советским физиком Петром Капицей при изучении свойств жидкого гелия при криогенных температурах. Ниже критической температуры 2,17 К (минус 270,98 °C) это вещество переходит в квантовое состояние, где его вязкость практически обращается в нуль. Это означает, что суперфлюид может течь без сопротивления — явление, невозможное для обычных жидкостей и объясняемое квантовой механикой. Открытие стало ключевым свидетельством макроскопического проявления квантовых эффектов. Суперфлюидный гелий демонстрирует поведение, нарушающее интуицию: он просачивается через микроскопические щели толщиной в несколько нанометров, поднимается по стенкам сосуда вопреки гравитации и может преодолевать энергетические барьеры. Волновая природа атомов гелия позволяет им образовать единое квантовое состояние, где все частицы движутся согласованно, не теряя энергию на трение. Применение суперфлюидов простирается от фундаментальной физики до практической инженерии. Криогенные системы с жидким гелием используются для охлаждения магнитов в МРТ-сканерах, ускорителях частиц и телескопах. Изучение суперфлюидности помогает учёным понимать квантовые конденсаты и явления в экстремальных условиях. Примечательно, что гелий-3 при ещё более низких температурах (ниже 0,0026 К) тоже становится суперфлюидом, но с иными механизмами — это позволяет исследовать разные типы квантового упорядочения в одном элементе.

К какой категории относится этот факт?

Этот факт относится к категории «Физика». В этом разделе собраны другие удивительные факты по той же теме.

🎮 Сыграть в «Факт или вымысел?»