Süper sıvı hiç bir direnç olmaksızın akabilme şeklinde çarpıcı bir özelliğe sahiptir. Normal bir sıvının içindeki moleküller ve atomlar sürekli çarpışıp sekerek kaotik bir davranış sergilerler. Hareket halindeki sıvıda bu işlemler akıma karşı bir direnç üretir. Sıvının kimi parçaları diğerlerinden daha yavaş hareket eder, taraklanma, girdap anafor ve hatta türbülans yaratır. Sıvının yolunun üzerindeki engeller de akımı engeller, böylece akımın enerjisi ısı olarak yayılır. Sonuçta baştaki hareketlenme çok geçmeden durur.

Oysa bir süper sıvıda hareket tamamen eş fazlıdır. Tüm sıvı, tek bir kuantum durumu içinde var olur ve makroskopik boyutların tek bir dalga fonksiyonu ile tanımlanır. Lazerler ve süper iletkenler gibi süper sıvılar da Bose-Einstein yoğunlaşmasının örnekleridir.
En uzun süredir bilinen süper sıvı -helyum2- Heike Kamerlingh tarafından 1908’de keşfedilmiştir (anlaşılmadan da olsa). Süper sıvı, mutlak sıfırın üstünde 2,18 derece Kelvinde oluşur. Her biri fermiyonlardan oluşmasına rağmen etkin bir şekilde bozon gibi hareket eden helyum4 atomlarından meydana gelir. Helyum4, etrafında iki elektronun bulunduğu, iki protonla iki nötrondan oluşan bir çekirdeğe sahiptir. Davranışı, tam sayılı spine sahip bir bozonun davranışına benzer.
Yeterince düşük sıcaklıklarda, tekil helyum atomları tek bir kuantum durumu -bir Bose-Einstein yoğunluğu- içinde yoğunlaşır. Böylece tüm sıvı tek bir varlıkmış gibi hareket eder. Tek bir dalga fonksiyonunun içinde birbirine kenetlenen helyum atomları, artık ayrı ayrı atomlar gibi sekip hareket edemezler: onlar tewk bir hareket içinde koordinasyon içindedir. Sonuçta helyum3 veya helyum4, hiçbir direnç olmaksızın en ince borulardan bile geçebilen bir süper sıvıya dönüşür. Geniş ağızlı büyük bir bardağın içine koyulan bir süper sıvı, çok ince bir tabakanın içindeki çeperlerden yukarı doğru tırmanıp sonra bardağın dışından aşağıya akarak yere damlama gibi garip bir özellik sergiler! Sıcaklık bir dereceden daha az miktarda artırıldığında, süper sıvılık hali kaybolur ve sıvı helyum4 normal bir sıvı gibi davranır.
Süper sıvılar ortak kanılara uygun deneyimlere ters davranan büyük ölçekli bir madde halinin bir örneğidir ve ancak kuantum ilkeleri ile anlaşılabilir.

Etiketler:
Beğeniler: 0
Favoriler: 0
İzlenmeler: 409
favori
like
share