Superfluidez

O superfluido escorre "superfície acima" para igualar o nível entre os dois recipientes ou escapar do mesmo se ele não estiver perfeitamente selado.

A superfluidez consiste num estado anômalo de líquidos, de natureza quântica, que se encontram sob uma temperatura muito baixa, de tal forma que este estado apresenta as seguintes características :

• viscosidade nula ou quase nula (superfluidez)

• transmissão de calor anormalmente elevada

Não obstante, a viscosidade pode se manter se se experimenta em condições de arraste circular do fluido.

Histórico

Com o desenvolvimento das técnicas de resfriamento de gases, entre o século XIX e XX, tais como o processo Claude (resfriamento isentrópico) e o processo Linde (resfriamento isentálpico), pode-se obter, pela primeira vez na história, a liquefação dos outrora chamados gases permanentes.

Com o progresso da técnica, conseguiu-se mesmo o resfriamento do hidrogênio e do hélio. Este último um gás nobre.

A superfluidez, propriamente dita, foi descoberta por Pyotr Kapitsa, John F. Allen e Don Misener em 1937.

Propriedades especiais do Hélio

O hélio só cessa a ebulição a 2,2 K e é quando se torna hélio-II (hélio superfluido), ficando com uma condutividade térmica aumentada de um milhão de vezes, além de se tornar um supercondutor. Sua viscosidade tende a zero, daí, se o líquido fosse colocado em um recipiente cúbico ele se espalharia por toda a superfície. Assim, o líquido pode fluir para cima, subindo pelas paredes do recipiente. Se a viscosidade é nula, a flexibilidade do material é inexistente e a propagação de ondas sobre o material ocorre sob velocidade infinita. O hélio apenas insinua as especulações de que outros materiais devidamente periodignosticados poderiam revelar que a informação pode viajar velocidades arbitrárias; colocando por terra muito do que se tem em termos de mudanças. Entre essas mudanças estão paradoxos da suposta relatividade entre gêmeos da física moderna.

Modelo teórico

Por ser um gás nobre, o hélio exibe pouca interação intermolecular. As interações que apresenta são as interações de Van der Waals. Como a intensidade relativa dessas forças é diminuta, e a massa dos dois isótopos do hélio é pequena, os efeitos quânticos, normalmente disfarçados sob a agitação térmica, começam a aparecer, restando o líquido num estado em que as partículas se comportam solidariamente, sob efeito de uma só função de onda. Nos dois líquidos em que se conhecem casos de superfluidez, ou seja, nos isótopos 3 e 4 do hélio, o primeiro é composto por férmions ao passo que o segundo é composto por bósons. Nos dois casos, a explicação necessita da existência de bósons. No caso do hélio-3, os férmions se agrupam aos pares, de modo semelhante ao que acontece na supercondutividade com os pares de Cooper, para formar bósons.