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超流体的研究和特性

2023.1.11
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zhaoqisun

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当接近绝对零度时,部分液体会转变成另一种的液体状态名为超流体,它的特点是黏度值是零(有无限的流动性),超流动性是其最具特征的基本性质。科学家在1937年发现,将氦冷却到低于λ温度(2.17K)便形成超流体。此时,氦气可以在容器中不断流动,并可对抗地心吸力。氦-4为了找寻自己的定位会在容器上缓慢地流动,在短时间之后,两个容器的水平将会是一致。而大容器的内壁将会被“罗林膜”所覆盖,如果容器的不是密封的,液体便会流出来。超流体拥有无限大的热传导率,所以在超流体中不能形成温度梯度。这些特性可以用氦-4在超流体状态中转变成玻色-爱因斯坦凝聚态来解释。费米凝聚态的超流体也可以由氦的同位素氦-3或者锂的同位素锂-6在更低温的状态下转变而成。

氦-4原子是玻色子,玻色-爱因斯坦统计允许很多原子同时处于一个量子态上。当温度降至λ点以下时,有宏观数量的氦原子同时凝聚在动量为零的单一量子态上,用一个宏观波函数来描述。温度在λ点以下的超流动性及其他特异现象都可用这种宏观波函数的特性来解释。


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