Nyckelskillnaden mellan superfluiditet och supraledning är att superfluiditet är flödet av helium 4-atomer i en vätska medan supraledning är flödet av en elektronladdning inuti ett fast ämne.
Begreppen superfluiditet och supraledning är relaterade fenomen med flöde utan motstånd, men de beskriver dessa flöden för olika system.
Vad är Superfluidity?
Superfluiditet är en karakteristisk egenskap hos en vätska som har noll viskositet och kan flyta utan förlust av kinetisk energi. Om vi rör om en supervätska tenderar den att bilda virvlar som fortsätter att rotera i det oändliga. Vi kan observera superfluiditet i två isotoper av helium: helium-3 och helium-4. Vi kan göra dessa två isotoper flytande genom att kyla dem till kryogen temperatur.
Superfluiditet är en egenskap hos olika andra exotiska tillstånd av materia som faller under astrofysik, högenergifysik och kvantgravitation. Teorin om superfluiditet utvecklades av den sovjetiske fysikern Lev Landau tillsammans med Isaak Khalatnikov. Men detta fenomen upptäcktes ursprungligen av Pyotr Kapitsa och John F. Allen i flytande helium.
Figur 01: Flytande helium är superfluiditet
När man överväger det flytande helium-4, uppstår dess superfluiditet vid en mycket hög temperatur jämfört med helium-3. Detta beror främst på att en helium-4-atom är en bosonpartikel, i kraft av sin heltalsspin, medan en helium-3-atom är en fermionpartikel som endast kan bilda bosoner genom att paras ihop med sig själv vid låg temperatur. Dessutom var överflödet av helium-3 grunden för Noble-priset i fysik 1996.
Vad är supraledning?
Superledningsförmåga är ett kvantfenomen där vissa material uppvisar hög konduktivitet vid speciella magnetiska och temperaturregimer. Detta fenomen upptäcktes av Onnes 1911. Det fanns dock ingen konsekvent mikroskopisk teori som kunde beskriva varför supraledning uppstår vid tidpunkten för upptäckten. Men Bardeen och Cooper släppte en artikel som anger den matematiska grunden för konventionell supraledning.
Upptäckten av supraledning skedde under studiet av transportegenskaper hos kvicksilver (Hg) vid låg temperatur. Onnes upptäckte att under heliumets flytande temperatur (vid cirka 4,2 K), sjunker kvicksilvrets resistivitet plötsligt till noll. Men förväntningen var att resistiviteten antingen skulle gå till noll eller divergera vid nolltemperatur men inte försvinna plötsligt vid en ändlig temperatur. Denna försvinnande indikerade ett nytt grundtillstånd och upptäcktes som en egenskap hos supraledning.
Vad är skillnaden mellan superfluiditet och supraledning?
Superfluiditet är en karakteristisk egenskap hos en vätska som har noll viskositet och kan flyta utan förlust av kinetisk energi. Supraledning är ett kvantfenomen där vissa material uppvisar en hög konduktivitet vid speciella magnetiska och temperaturregimer. Den viktigaste skillnaden mellan superfluiditet och supraledning är att superfluiditet är flödet av helium 4 atomer i en vätska medan supraledning är flödet av elektronladdning inuti ett fast ämne.
Följande infografik utforskar skillnaden mellan superfluiditet och supraledning i tabellform.
Sammanfattning – Superfluidity vs Superconductivity
Superfluiditet är en karakteristisk egenskap hos en vätska som har noll viskositet och kan flyta utan förlust av kinetisk energi. Supraledning är ett kvantfenomen där vissa material uppvisar en hög konduktivitet vid speciella magnetiska och temperaturregimer. Den viktigaste skillnaden mellan superfluiditet och supraledning är att superfluiditet är flödet av helium 4 atomer i en vätska medan supraledning är flödet av elektronladdning inuti ett fast ämne.
