Klíčový rozdíl mezi supratekutostí a supravodivostí je ten, že supratekutost je tok atomů helia 4 v kapalině, zatímco supravodivost je tok elektronového náboje uvnitř pevné látky.
Pojmy supratekutost a supravodivost jsou příbuzné jevy proudění bez odporu, ale popisují tyto proudění pro různé systémy.
Co je supratekutost?
Supratekutost je charakteristická vlastnost kapaliny, která má nulovou viskozitu a je schopná proudit bez ztráty kinetické energie. Pokud promícháváme supratekutinu, má tendenci vytvářet víry, které pokračují v rotaci donekonečna. Můžeme pozorovat supratekutost vyskytující se ve dvou izotopech helia: helium-3 a helium-4. Tyto dva izotopy můžeme zkapalnit jejich ochlazením na kryogenní teplotu.
Supratekutost je vlastnost různých dalších exotických stavů hmoty, které spadají do astrofyziky, fyziky vysokých energií a kvantové gravitace. Teorii supratekutosti vyvinul sovětský fyzik Lev Landau spolu s Isaakem Khalatnikovem. Tento jev však původně objevili Pyotr Kapitsa a John F. Allen v kapalném héliu.
Obrázek 01: Kapalné helium je supratekuté
Když vezmeme v úvahu kapalné helium-4, jeho supratekutost nastává při velmi vysoké teplotě ve srovnání s héliem-3. Je to hlavně proto, že atom helia-4 je bosonová částice na základě svého celočíselného spinu, zatímco atom helia-3 je fermionová částice, která může tvořit bosony pouze prostřednictvím párování se sebou samým při nízké teplotě. Navíc supratekutost helia-3 byla základem pro udělení Nobelovy ceny za fyziku v roce 1996.
Co je supravodivost?
Supravodivost je kvantový jev, kdy určité materiály vykazují vysokou vodivost při určitých magnetických a teplotních režimech. Tento jev objevil Onnes v roce 1911. Neexistovala však žádná konzistentní mikroskopická teorie, která by dokázala popsat, proč k supravodivosti v době objevu dochází. Bardeen a Cooper však vydali dokument, který uvádí matematický základ pro konvenční supravodivost.
K objevu supravodivosti došlo při studiu transportních vlastností rtuti (Hg) při nízké teplotě. Onnes zjistil, že pod teplotou zkapalňování helia (asi 4,2 K) odpor rtuti náhle klesne na nulu. Očekávalo se však, že měrný odpor buď klesne na nulu, nebo se při nulové teplotě rozchází, ale při konečné teplotě náhle nezmizí. Toto mizení naznačovalo nový základní stav a bylo objeveno jako vlastnost supravodivosti.
Jaký je rozdíl mezi supratekutostí a supravodivostí?
Supratekutost je charakteristická vlastnost kapaliny, která má nulovou viskozitu a je schopná proudit bez ztráty kinetické energie. Supravodivost je kvantový jev, kdy určité materiály vykazují vysokou vodivost při určitých magnetických a teplotních režimech. Klíčový rozdíl mezi supratekutostí a supravodivostí je ten, že supratekutost je tok atomů helia 4 v kapalině, zatímco supravodivost je tok elektronového náboje uvnitř pevné látky.
Následující infografika zkoumá rozdíl mezi supratekutostí a supravodivostí ve formě tabulky.
Shrnutí – Supratekutost vs supravodivost
Supratekutost je charakteristická vlastnost kapaliny, která má nulovou viskozitu a je schopná proudit bez ztráty kinetické energie. Supravodivost je kvantový jev, kdy určité materiály vykazují vysokou vodivost při určitých magnetických a teplotních režimech. Klíčový rozdíl mezi supratekutostí a supravodivostí je ten, že supratekutost je tok atomů helia 4 v kapalině, zatímco supravodivost je tok elektronového náboje uvnitř pevné látky.
