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接近絕對零度的超流體

接近絕對零度的超流體

是液氦。液氦是氦的液化體。無色透明,無臭無味。臨界溫度(5.20K)和沸點(4.125K)最低。它可獲得mK級的超低溫,是一種最主要的低溫源。

液氦具有性質:如在常壓下永遠不會凝成固體,沒有三相點,只有當壓力超過2.5MPa後纔出現固相存在入相變現象,在入點(2.1 72K)處比熱、密度等都有突變存在超流性、爬行膜現象和超導熱性,粘滯係數接近於零。

超流體特點

超流動性普通液體的粘滯度隨溫度的下降而增高,與此不同,HeⅠ的粘滯度在溫度下降到2.6K左右時,幾乎與溫度無關,其數值約爲3×10-6帕秒,比普通液體的粘滯度小得多。在2.6K以下,HeⅠ的粘滯度隨溫度的降低而迅速下降。HeⅡ的粘滯度在λ點以下的溫度時立刻降至非常小的值(<10-12帕秒),這種幾乎沒有粘滯性的特性稱爲超流動性。

超流體是接近絕對零度的液氦。超流體是一種物態,特點是完全缺乏黏性。如果將超流體放置於環狀的容器中,由於沒有摩擦力,它可以永無止盡地流動。它能以零阻力通過微管,甚至能從碗中向上“滴”出而逃逸。

超流體是超低溫下具有奇特性質的理想流體,即流體內部完全沒有粘滯。超流體所需溫度比超導體還低,它們都是超低溫現象。氦有兩種同位素,即由2個質子和2箇中子組成的氦4和由2個質子和1箇中子組成的氦3。液態氦-4在冷卻到2.17 K以下時,開始出現超流體特徵,20世紀30年代末,蘇聯科學家彼得·卡皮察首先觀測到液態氦4的超流體特性。他因此獲得1978年諾貝爾物理學獎。

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