Supratekutost

Tato vlastnost se nazývá supratekutost. Donedávna byla pozorovaná jen u helia při teplotách blízkých absolutní nule.

Supratekutost objevil v roce 1937 ruský vědec Pjotr Leonidovič Kapica a nezávisle i John F. Allen spolu s A. D. Misenerem v laboratoři v Cambridge, a to pozorováním toho, že ⁴He při teplotách nižších než 2,17 K (nazývané He II) protéká trubicemi o průměru 4–10 cm bez měřitelného odporu. Přitom již v prvním dni úspěšného zkapalnění hélia (10. července 1908) Heike Kamerlingh Onnes dokázal vytvořit teplotu nižší než 2 K, v dalších experimentech dokonce teploty nižší než 1 K. V těchto teplotách je již ⁴He supratekuté. Na podivné chování kapalného helia pod teplotou 2,17 K ovšem upozornil až Willem Hendrik Keesom, žák profesora Onnese, v březnu roku 1926 na základě studia měrné tepelné kapacity. Pro odlišení kapalné fáze nad a pod teplotou 2,17 K zavedl označení He I a He II. Teorii (semimikroskopickou) supratekutosti ⁴He vytvořil Lev Davidovič Landau v roce 1941. Mikroskopická teorie v roce 1998 nebyla uspokojivě vybudována.

Atom  4
2 He obsahuje 2 protony, 2 neutrony a 2 elektrony, má tedy sudý počet částic. Všechny zmíněné částice jsou fermiony, dohromady tvoří ale celek, který nemůže mít poloviční spin. Atom jako celek se tedy chová jako boson. Pro bosony ale neplatí Pauliho vylučovací princip, a proto k jevu supratekutosti dochází díky vzniku Bose-Einsteinova kondenzátu.

Supratekutosti lze dosáhnout také u izotopu ³He, jehož atomy se chovají jako fermiony, k vzniku supratekutého stavu tedy dochází díky tvorbě Cooperových párů, tj. párování dvojic atomů s opačnými spiny. ³He se stává supratekutým při teplotách pod přibližně 0,0025 K.

Související články

• Kapalné helium
• Supravodivost

Reference

Literatura

• Miloš Rotter: Sto let kapalného helia (Pokroky matematiky, fyziky & astronomie, 4/2008)
• SKRBEK, Ladislav a kol. Fyzika nízkých teplot. 1. vyd. Praha: Matfyzpress, 2011. ISBN 978-80-7378-168-2. 

Externí odkazy

•   Obrázky, zvuky či videa k tématu supratekutost na Wiki Commons
• Encyklopedie fyziky – Supratekutost
• www.superfluid.cz Archivováno 19. 10. 2014 na Wayback Machine.