La diferència clau entre la superfluidesa i la superconductivitat és que la superfluidesa és el flux d'heli 4 àtoms en un líquid, mentre que la superconductivitat és el flux d'una càrrega d'electrons dins d'un sòlid.
Els termes superfluidesa i superconductivitat són fenòmens relacionats de flux sense resistència, però descriuen aquests fluxos per a diferents sistemes.
Què és la superfluidesa?
La superfluidesa és una propietat característica d'un fluid que té una viscositat zero i que pot fluir sense cap pèrdua d'energia cinètica. Si remenem un superfluid, tendeix a formar vòrtexs que continuen girant indefinidament. Podem observar la superfluidesa que es produeix en dos isòtops d'heli: heli-3 i heli-4. Podem licuar aquests dos isòtops refredant-los a temperatura criogènica.
La superfluidesa és una propietat de diversos altres estats exòtics de la matèria que pertanyen a l'astrofísica, la física d' alta energia i la gravetat quàntica. La teoria sobre la superfluidesa va ser desenvolupada pel físic soviètic Lev Landau juntament amb Isaak Khalatnikov. Tanmateix, aquest fenomen va ser descobert originalment per Pyotr Kapitsa i John F. Allen en heli líquid.
Figura 01: l'heli líquid és superfluidesa
Si es considera l'heli-4 líquid, la seva superfluidesa es produeix a una temperatura molt elevada en comparació amb la de l'heli-3. Això es deu principalment a que un àtom d'heli-4 és una partícula de bosó, en virtut del seu gir sencer, mentre que un àtom d'heli-3 és una partícula de fermió que només pot formar bosons mitjançant l'aparellament amb si mateix a baixa temperatura. A més, la superfluidesa de l'heli-3 va ser la base del premi Noble de física l'any 1996.
Què és la superconductivitat?
La superconductivitat és un fenomen quàntic on determinats materials presenten una alta conductivitat a règims magnètics i de temperatura particulars. Aquest fenomen va ser descobert per Onnes l'any 1911. Tanmateix, no hi havia cap teoria microscòpica consistent que pogués descriure per què es produeix la superconductivitat en el moment del descobriment. No obstant això, Bardeen i Cooper van publicar un article on es descriuen els fonaments matemàtics de la superconductivitat convencional.
El descobriment de la superconductivitat es va produir durant l'estudi de les propietats de transport del mercuri (Hg) a baixa temperatura. Onnes va descobrir que, per sota de la temperatura de liquidació de l'heli, (a uns 4,2 K), la resistivitat del mercuri cau sobtadament a zero. Però s'esperava que la resistivitat aniria a zero o divergiria a una temperatura zero, però no s'esvaigués de sobte a una temperatura finita. Aquesta desaparició va indicar un nou estat fonamental i es va descobrir com una propietat de la superconductivitat.
Quina diferència hi ha entre la superfluidesa i la superconductivitat?
La superfluidesa és una propietat característica d'un fluid amb viscositat zero i capaç de fluir sense cap pèrdua d'energia cinètica. La superconductivitat és un fenomen quàntic on determinats materials presenten una alta conductivitat a règims magnètics i de temperatura particulars. La diferència clau entre la superfluidesa i la superconductivitat és que la superfluidesa és el flux d'heli 4 àtoms en un líquid, mentre que la superconductivitat és el flux de càrrega d'electrons dins d'un sòlid.
La següent infografia explora la diferència entre superfluidesa i superconductivitat en forma tabular.
Resum: superfluidesa vs superconductivitat
La superfluidesa és una propietat característica d'un fluid amb viscositat zero i capaç de fluir sense cap pèrdua d'energia cinètica. La superconductivitat és un fenomen quàntic on determinats materials presenten una alta conductivitat a règims magnètics i de temperatura particulars. La diferència clau entre la superfluidesa i la superconductivitat és que la superfluidesa és el flux d'heli 4 àtoms en un líquid, mentre que la superconductivitat és el flux de càrrega d'electrons dins d'un sòlid.
