Kľúčový rozdiel medzi supratekutosťou a supravodivosťou je ten, že supratekutosť je tok atómov hélia 4 v kvapaline, zatiaľ čo supravodivosť je tok elektrónového náboja vo vnútri pevnej látky.
Pojmy supratekutosť a supravodivosť sú príbuzné javy prúdenia bez odporu, ale opisujú tieto toky pre rôzne systémy.
Čo je supratekutosť?
Supratekutosť je charakteristická vlastnosť kvapaliny, ktorá má nulovú viskozitu a je schopná tiecť bez straty kinetickej energie. Ak premiešavame supratekutinu, má tendenciu vytvárať víry, ktoré pokračujú v rotácii donekonečna. Môžeme pozorovať supratekutosť vyskytujúcu sa v dvoch izotopoch hélia: hélium-3 a hélium-4. Tieto dva izotopy môžeme skvapalniť ich ochladením na kryogénnu teplotu.
Supratekutosť je vlastnosť rôznych iných exotických stavov hmoty, ktoré spadajú pod astrofyziku, fyziku vysokých energií a kvantovú gravitáciu. Teóriu supratekutosti vyvinul sovietsky fyzik Lev Landau spolu s Isaakom Khalatnikovom. Tento jav však pôvodne objavili Pyotr Kapitsa a John F. Allen v tekutom héliu.
Obrázok 01: Kvapalné hélium je supratekuté
Keď vezmeme do úvahy tekuté hélium-4, jeho supratekutosť nastáva pri veľmi vysokej teplote v porovnaní s héliom-3. Je to hlavne preto, že atóm hélia-4 je bozónová častica na základe svojho celočíselného spinu, zatiaľ čo atóm hélia-3 je fermiónová častica, ktorá môže vytvárať bozóny iba párovaním so sebou samým pri nízkej teplote. Navyše, supratekutosť hélia-3 bola základom pre Nobelovu cenu za fyziku v roku 1996.
Čo je supravodivosť?
Supravodivosť je kvantový jav, pri ktorom určité materiály vykazujú vysokú vodivosť pri určitých magnetických a teplotných režimoch. Tento jav objavil Onnes v roku 1911. Neexistovala však konzistentná mikroskopická teória, ktorá by dokázala opísať, prečo v čase objavu dochádza k supravodivosti. Bardeen a Cooper však vydali dokument uvádzajúci matematický základ pre konvenčnú supravodivosť.
K objavu supravodivosti došlo pri štúdiu transportných vlastností ortuti (Hg) pri nízkej teplote. Onnes zistil, že pod teplotou skvapalňovania hélia (približne 4,2 K) odpor ortuti náhle klesne na nulu. Očakávalo sa však, že merný odpor sa buď zníži na nulu, alebo sa rozíde pri nulovej teplote, ale pri konečnej teplote náhle nezmizne. Toto zmiznutie naznačovalo nový základný stav a bolo objavené ako vlastnosť supravodivosti.
Aký je rozdiel medzi supratekutosťou a supravodivosťou?
Supratekutosť je charakteristická vlastnosť kvapaliny s nulovou viskozitou, ktorá je schopná tiecť bez straty kinetickej energie. Supravodivosť je kvantový jav, pri ktorom určité materiály vykazujú vysokú vodivosť pri určitých magnetických a teplotných režimoch. Kľúčový rozdiel medzi supratekutosťou a supravodivosťou je v tom, že supratekutosť je tok atómov hélia 4 v kvapaline, zatiaľ čo supravodivosť je tok elektrónového náboja vo vnútri pevnej látky.
Nasledujúca infografika skúma rozdiel medzi supratekutou a supravodivosťou vo forme tabuľky.
Zhrnutie – Supratekutosť verzus supravodivosť
Supratekutosť je charakteristická vlastnosť kvapaliny s nulovou viskozitou, ktorá je schopná tiecť bez straty kinetickej energie. Supravodivosť je kvantový jav, pri ktorom určité materiály vykazujú vysokú vodivosť pri určitých magnetických a teplotných režimoch. Kľúčový rozdiel medzi supratekutosťou a supravodivosťou je v tom, že supratekutosť je tok atómov hélia 4 v kvapaline, zatiaľ čo supravodivosť je tok elektrónového náboja vo vnútri pevnej látky.
